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当然,也可以将这两种基本开关拓扑组合成一个非隔离式开关稳压器电路,这就被称之为降压—升压转换器。降压—升压开关稳压器降压—升压开关稳压器是降压转换器和升压转换器的组合,可根据占空比产生可大于或小于输入电压的反相(负)输出电压。降压—升压转换器是升压转换器电路的变体,其中反相转换器仅将电感器L1存储的能量传递到负载中。下图给出了基本的升降压开关模式电源电路。降压-升压开关稳压器当晶体管开关TR1导通(闭合)时,电感两端的电压等于电源电压,因此电感存储来自输入电源的能量。因为二管D1是反向偏置的,所以在输出端没有电流输送到连接的负载。当晶体管开关关闭(打开)时,二管变为正向偏置,并且先前存储在电感器中的能量被转移到负载。换句话说,当开关为“ON”时,直流电源(通过开关)将能量传递到电感器中,而没有能量传递到输出端,当开关为“OFF”时,电感器两端的电压反转为电感器现在成为能量源,因此之前存储在电感器中的能量被切换到输出端(通过二管),没有一个直接来自输入直流源。因此,当开关晶体管“关闭”时,负载两端的电压降等于电感电压。
对于嵌入式应用而言,NPN旁路晶体管稳压器是一种不错的选择,因为它的压差小,而且容易使用。不过这种稳压器仍不适合具有很低压差要求的电池供电设备使用,因为它的压差不够低。它的高增益NPN旁路管可使接地电流稳定在几个毫安,而且它的公共发射结构具有很低的输出阻抗。PNP旁路晶体管是一种低压差稳压器,其中的旁路元件就是PNP晶体管。它的输入输出压差一般在0.3到0.7V之间。因为压差低,因此这种PNP旁路晶体管稳压器适合电池供电的嵌入式设备使用。不过它的大接地电流会缩短电池的寿命。另外,PNP晶体管增益较低,会形成数毫安的不稳定接地电流。由于采用公共发射结构,因此它的输出阻抗比较高,这意味着需要外接特定范围容量和等效串联电阻(ESR)的电容才能够稳定工作。
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根据定义,开关稳压器是一种使用半导体开关技术而非标准线性方法来提供所需输出电压的电源,基本开关转换器由功率开关级和控制电路组成。功率开关级执行从电路输入电压VIN到其输出电压VOUT的功率转换,其中包括输出滤波。与标准线性稳压器相比,开关稳压器的主要优点是效率更高,这是通过在其“导通”状态(饱和)和“关断”状态之间内部切换晶体管(或功率MOSFET)来实现的(截止),这两者都会产生较低的功耗。
线性稳压器的主要缺点之一是效率低下,因为它们在某些用例中会消耗大量功率。线性稳压器的电压降与电阻器两端的电压降相当。例如,输入电压为 5V,输出电压为 3V,端子之间有 2V 的压降,效率被限制在 3V/5V (60%)。