線性調(diào)節(jié)器，由于串聯(lián)晶體管的高損耗使它很難在輸出大于5a的場(chǎng)合下應(yīng)用。因?yàn)楦邠p耗要求用較大體積的散熱器，而大體積的散熱器及笨重的工頻變壓器，又與電路其他部件的集成小型化很不協(xié)調(diào)。這樣的線性調(diào)節(jié)器輸出負(fù)載的功率密度一般僅為0，2～0.3 wm？，根本不能滿足電路小型化的要求。

　　20世紀(jì)60年代，取代線性調(diào)節(jié)器的開關(guān)調(diào)節(jié)器開始應(yīng)用。它將快速通/斷的晶體管置于輸入與輸出之間，通過調(diào)節(jié)通/斷比例（占空比）來控制輸出直流電壓的平均值。此平均值電壓由可調(diào)寬度的方波脈沖構(gòu)成，方波脈沖的平均值就是直流輸出電壓。

　　使用合適的lc濾波器，可以將方波脈沖平滑成無紋波的直流電壓輸出，其值等于方波脈沖電壓的平均值。整個(gè)電路采用輸出負(fù)反饋，通過檢測(cè)輸出電壓并結(jié)合負(fù)反饋控制占空比，以穩(wěn)定輸出電壓不受輸人市電電壓波動(dòng)和負(fù)載變化的影響。

　　這種開關(guān)調(diào)節(jié)器的功率密度可以達(dá)到1～4 w/in3，而且還可以獲得與輸人隔離的多組輸出。它們也可以無須使用工頻變壓器，故有些dc/dc開關(guān)轉(zhuǎn)換器的功率密度可以高達(dá)40～50 win。

　　圖所示為最早的開關(guān)調(diào)節(jié)器（buck轉(zhuǎn)換器）式直流穩(wěn)壓電源的基本原理電路，其中開關(guān)管v作為單刀單擲開關(guān)與直流輸入電壓udc串聯(lián)。在開關(guān)周期ts內(nèi)，v導(dǎo)通的時(shí)間為tonov導(dǎo)通時(shí)，u1點(diǎn)電壓為udc（設(shè)v導(dǎo)通的正向管壓降為零）。v關(guān)斷時(shí)，v1點(diǎn)電壓迅速下降到零。若沒有鉗位二極管vd（也稱續(xù)流二極管）將其鉗位于地，則u1點(diǎn)電壓波形會(huì)降得很負(fù)而損壞晶體管v。

　　設(shè)此刻二極管d的壓降也為零，則u1點(diǎn)電壓波形為矩形波，如圖b所示。在ton時(shí)段電壓為udc，其余時(shí)間電壓為零。該電壓的直流值（或稱平均值）為udc（ton/ts）。

　　loco濾波器接于u1和uo電壓之間，它使輸出電壓uo。成為幅值等于udc（ton/ts）的無尖峰無紋波的直流電壓。

　　如圖 開關(guān)調(diào)節(jié)器式直流穩(wěn)壓電源的基本原理電路及工作波形

　　采樣電阻r1和r2檢測(cè)輸出電壓uo，并將其輸入到誤差放大器中與參考電壓uref進(jìn)行比較。放大的誤差電壓uea被送入到脈寬調(diào)節(jié)器（電壓比較器 ）pwm中，pwm比較器的另一個(gè)輸入是周期為ts，的鋸齒波，如圖a所示，其幅值一般為3v。pwm電壓比較器產(chǎn)生的矩形波脈沖，即圖c所示的uwm，它從鋸齒波起點(diǎn)開始至鋸齒波與誤差放大器輸出電壓交點(diǎn)處結(jié)束。因此，pwm輸出的脈沖寬度7on與誤差放大器輸出電壓成比例。

　　pwm脈沖輸入到電流放大器，并以負(fù)反饋的方式控制開關(guān)管v的通/斷。其邏輯關(guān)系是：若輸入電壓udc稍升高，則誤差放大器輸出電壓uea將降低，使鋸齒波與uea交點(diǎn)提前，開關(guān)管v的導(dǎo)通時(shí)間7on縮短，使輸出電壓uo=udc（ton/ts）保持不變。同理，若udc下降，則導(dǎo)通時(shí)間ton正比的延長(zhǎng)使uo保持不變。開關(guān)管v導(dǎo)通時(shí)間的改變使采樣電壓總是等于參考電壓，即uor2/（r1+r2）=uref。

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