什么是開關穩壓器？

開關穩壓器是一種電子電源電路，用于將不穩定的輸入電壓轉換為穩定的輸出電壓。它通過周期性地開關和關閉電路中的開關元件（通常是晶體管或功率MOSFET），以調整電壓和電流，以維持所需的輸出電壓。

開關穩壓器的工作原理是基于脈沖寬度調制（PWM）控制技術。在固定頻率的穩壓器中，通過調整開關電壓的脈沖寬度（即占空比），可以對輸出電壓進行控制。占空比是指在開關周期內高電平時間與整個周期時間之比。通過調節占空比，可以改變輸出電壓的大小。當占空比增加時，輸出電壓增加；當占空比減小時，輸出電壓減小。

開關穩壓器的作用是將輸入的不穩定直流電壓轉換成穩定的輸出電壓，并使得輸出電壓不受輸入電壓、載荷變化等因素的影響。它廣泛應用于電子設備中，如計算機電源、LED燈、無線設備等領域。由于開關穩壓器具有高效性、可調性、小型化和適用性等特點，因此它已經成為電子設備中不可或缺的電源管理器件之一。

總之，開關穩壓器是一種重要的電子電源電路，它能夠將不穩定的輸入電壓轉換為穩定的輸出電壓，廣泛應用于各種電子設備和系統中。通過脈沖寬度調制（PWM）控制技術，開關穩壓器能夠實現高效的電壓調整和電源管理，確保電子設備正常、穩定地工作。

下面小編分享一些典型開關穩壓器電路圖，以及簡單分析它們的工作原理。

典型開關穩壓器電路圖分享

1、LM317低成本3A開關穩壓器電路圖

此處原理圖中所示的開關穩壓器電路可以是滿足高效率要求的電子電路設計的低成本解決方案。與其他使用專用集成電路（IC）的開關穩壓器電路不同，該電路使用標準線性穩壓器LM317 IC。 LM317穩壓IC提供穩定的內部電壓基準，并提供調節方法。這種寬范圍的輸出電壓調節使其適合實驗室應用中的通用電源。

C1 和 C4 最好使用低等效串聯電阻 (ESR) 的優質電容器，因此您可以為它們使用鉭電容器。可以使用標準電解電容器，但至少使用 10 倍高值進行補償，C4 為 1000uf，C1 為 470uF。 C1 和 C4 使用額定值為 50V 的電容器。

2、低功耗開關穩壓器電路圖

下圖所示為小功率開關穩壓器電路。該電路可以從 9V 電源提供 5V 的輸出電壓。該電路的效率為80%，輸出能力為50mA。該電路設有短路保護。

3、5V開關穩壓器電路圖

當您需要將高電壓調節到低得多的電壓時，開關穩壓器必須是唯一的選擇。幸運的是，有一個簡單的開關集成電路芯片可供使用，讓您可以使用五個組件構建一個完整的降壓開關穩壓器。

該電路中使用的開關穩壓器IC與我們之前的可變開關穩壓器中使用的一樣是LM2575系列，但我們使用固定型以獲得最簡單的設計。 LM2575-5.0 是一款固定 5V 輸出開關穩壓器 IC，能夠以 77% 的效率將 7-40V DC 轉換為 5V DC。 LM2575HV-5.0 可用于高達 60V 的更高輸入電壓。該電路設計為降壓開關穩壓器，因此輸入電壓必須比指定輸出電壓高幾伏。

4、使用LM1758 A的開關穩壓器電路圖

National Semiconductor LM 1578 A是一款開關穩壓器，可輕松設置用于降壓、升壓和反相配置等 DC-DC 電壓轉換電路。 LM 1578 A 具有獨特的比較器輸入級，不僅具有用于反相和非反相輸入的單獨引腳，而且還為每個輸入提供內部 1.0 V 參考電壓，從而簡化了電路設計和 PC 板布局。

輸出可切換高達 750 m A，并具有用于集電極和發射極的輸出引腳，以提高設計靈活性。外部電流限制端子可以參考地或 V~~終端，具體取決于應用程序。此外，LM 1578 A 還具有一個板載振蕩器，可使用單個外部電容器將開關頻率設置為 < 1 Hz 至 100 kHz（典型值）。它的工作電源電壓為 2V 至 40V。它具有電流限制和熱關斷功能。占空比高達 90%

5、使用LM5007的10V開關穩壓器電路圖

此處顯示的電路圖是基于 National Semiconductors 的 LM5007 的 10V 開關穩壓器。 LM5007 是一款集成降壓開關穩壓器，具有制作經濟高效且可靠的開關穩壓器電路所需的所有必要系統。該 IC 采用 MSOP-8、LLp-8 封裝，并具有許多內置功能，如熱關斷、欠壓鎖定、占空比限制、電流限制等。

該穩壓器的輸出電壓可使用電阻器 R3 和 R4 進行調節。對于電路圖中 R3 和 R4 的給定值，輸出電壓將為 10V。控制輸出電壓的方程式為 Vout = 2.5 x (R3+R4)/R4。電阻器 R1 設置開關導通時間，C4 是升壓自舉電容器。電阻R2決定關斷時間的變化，C3是去耦電容。

6、使用LM317的3A開關穩壓器電路圖

與線性穩壓器相比，開關穩壓器的功率效率更高。對于線性穩壓器，輸入和輸出電壓之間的差異只是被浪費，而對于開關穩壓器來說，幾乎沒有這種浪費，這就是為什么開關穩壓器具有高達 85% 的電源效率。簡而言之，開關穩壓器的工作原理是從輸入電壓源獲取少量能量，然后借助固態開關和控制電路將其傳輸到輸出。由于開關元件隨時完全打開或關閉，因此不會浪費任何能量。控制電路控制固態開關的占空比，進而確定能量傳輸到輸出的速率。

這里給出的電子電路是一個簡單且低成本的開關穩壓器，使用 IC LM317，可提供高達 3A 的電流。該電路的輸入電壓范圍為8至35V DC，輸出電壓可在1.8至32V DC之間調節。輸出電壓可通過 POT R4 進行調節。