開關(guān)電源芯片工作原理

開關(guān)電源芯片是一種用于將電源轉(zhuǎn)換為適合各種應(yīng)用的電源的電力轉(zhuǎn)換器。它利用高頻脈沖寬度調(diào)制技術(shù)，通過控制開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)閉，將輸入電源的直流電壓轉(zhuǎn)換為輸出電壓。開關(guān)電源芯片具有高效率、小體積、輕重量、低成本等優(yōu)點(diǎn)，因此在電子設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。常見的開關(guān)電源芯片有U6773、U6215、U6315、U6108S、U321、U6119等。

開關(guān)電源芯片的工作原理主要是通過控制開關(guān)管通斷來調(diào)節(jié)輸出電壓和電流。開關(guān)電源芯片通常由輸入電路、控制電路、開關(guān)管和輸出電路等部分組成。

在開關(guān)電源芯片中，輸入電路的作用是將外部電源提供的電壓進(jìn)行整流濾波，將其轉(zhuǎn)化為直流電壓?？刂齐娐肥情_關(guān)電源的核心部分，它根據(jù)輸入電壓和輸出電壓的變化，通過調(diào)節(jié)開關(guān)管的通斷時(shí)間來控制輸出電壓和電流。開關(guān)管的作用是控制電源的通斷，當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，能量儲(chǔ)存在變壓器中，當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，變壓器釋放能量，通過整流濾波電路輸出直流電壓。輸出電路的作用是將輸出電壓進(jìn)行穩(wěn)壓和濾波，以保證輸出電壓的穩(wěn)定性和減小紋波。

開關(guān)電源芯片具有高效率、小體積、輕重量、低成本等優(yōu)點(diǎn)，因此在電子設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。隨著科技的發(fā)展，開關(guān)電源芯片的性能不斷提高，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大。

以下是幾款常見的開關(guān)電源芯片：

LM2596：LM2596是一款降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器芯片，具有高效率和較低的功耗。它能夠?qū)⑤斎腚妷悍€(wěn)定地降至設(shè)定的輸出電壓，廣泛應(yīng)用于電池充電、LED驅(qū)動(dòng)和嵌入式系統(tǒng)等領(lǐng)域。

LM2596 系列穩(wěn)壓器是為降壓開關(guān)穩(wěn)壓器提供所有有效功能的單片集成電路，能夠驅(qū)動(dòng) 3A 的負(fù)載，并且擁有出色的線路和負(fù)載調(diào)節(jié)性能。這些器件可提供 3.3V、5V、12V 固定輸出電壓和可調(diào)節(jié)輸出電壓版本。這類穩(wěn)壓器不僅需要很少的外部元件，而且簡(jiǎn)單易用，還具有內(nèi)部頻率補(bǔ)償和固定頻率振蕩器。

LM2596 系列在 150kHz 的開關(guān)頻率下運(yùn)行，因此采用的濾波器組件可比更低頻率的開關(guān)穩(wěn)壓器所需的組件尺寸更小。可采用具有多種不同引線折彎選項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn) 5 引腳 TO-220 封裝，以及 5 引腳 TO-263 表面貼裝封裝。

數(shù)家不同的生產(chǎn)商均提供可與 LM2596 搭配使用的標(biāo)準(zhǔn)電感器。此特性極大地簡(jiǎn)化了開關(guān)模式電源的設(shè)計(jì)。

其他特性包括在額定輸入電壓和輸出負(fù)載條件下，該器件具有 ±4% 的輸出電壓容差和 ±15% 的振蕩器頻率容差。還具有外部關(guān)斷功能，待機(jī)電流典型值為 80μA。自保護(hù)功能包括兩級(jí)頻率降低輸出開關(guān)的電流限制，以及在故障狀況下提供全面保護(hù)的過熱關(guān)斷功能。

LM317：LM317是一款經(jīng)典的可調(diào)節(jié)線性穩(wěn)壓器芯片，被廣泛應(yīng)用于低壓差穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)。它具有較高的穩(wěn)壓精度和負(fù)載調(diào)整能力，適用于需要穩(wěn)定輸出電壓的應(yīng)用，如電子儀器、通信設(shè)備和音頻放大器。

LM317 器件是一款可調(diào)節(jié) 3 端正電壓穩(wěn)壓器，能夠在 1.25V 至 37V 的輸出電壓范圍內(nèi)提供超過 1.5A 的電流。它僅需要使用兩個(gè)外部電阻器來設(shè)置輸出電壓。此器件 具有 0.01% 的典型線性調(diào)整率和 0.1% 的典型負(fù)載調(diào)整率。它包含電流限制、熱過載保護(hù)和安全工作區(qū)保護(hù)功能。即使“調(diào)節(jié)”端處于斷開狀態(tài)，過載保護(hù)功能仍然起作用。

TPS系列：TPS系列是德州儀器(Texas Instruments)生產(chǎn)的一組高性能開關(guān)電源管理芯片。該系列包括多種型號(hào)，如TPS62130、TPS54331和TPS63020等，用于不同的電源拓?fù)浜蛻?yīng)用需求。TPS芯片具有高效率、低靜態(tài)功耗和快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)等特點(diǎn)，適用于移動(dòng)設(shè)備、工業(yè)自動(dòng)化和汽車電子等領(lǐng)域。

LT系列：LT系列是Linear Technology(現(xiàn)已成為ADI的一部分)推出的一系列高性能開關(guān)電源管理芯片。它們具有卓越的穩(wěn)壓精度、高效率和低噪聲特性，廣泛應(yīng)用于精密測(cè)量、醫(yī)療設(shè)備和航空航天等應(yīng)用。