電子設(shè)備都需要供電，其電源來(lái)源于火力、水力等發(fā)電廠(chǎng)提供的交流電。這些交流電通過(guò)電源設(shè)備變換為直流電，但是這些直流電源并不一定全符合需要，仍需變換，這種變換稱(chēng)為DC-DC變換。常規(guī)的DC-DC變換器是串聯(lián)線(xiàn)性穩(wěn)樂(lè)電源(俗稱(chēng)LDO)，其調(diào)整元件工作于線(xiàn)性放大區(qū)，通過(guò)的電流是連續(xù)的，功耗很大，故元件的體積也較大，變換效率通常也只有30%。
上世紀(jì)70年代，隨著功率晶體管、隔離集成電路和磁性材料的研制應(yīng)用，以及功率電子學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高效率小型輕量化的開(kāi)關(guān)電源得到了廣泛的應(yīng)用。
開(kāi)關(guān)電源省去了工頻變壓器，代之以數(shù)十或數(shù)百千赫茲(甚至數(shù)兆赫茲)的高頻變壓器，由于其調(diào)整管工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，功耗小，效率可達(dá)80%~95%。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源體積小，重量輕，但輸出紋波電壓較高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)較差，多用于降壓或升壓轉(zhuǎn)換電路中。
一、線(xiàn)性穩(wěn)壓電源

在功率開(kāi)關(guān)晶體管問(wèn)世以前，串聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓一直是最簡(jiǎn)單、最常用的穩(wěn)壓電路，基本的串聯(lián)穩(wěn)壓電路如圖1所示。

V1是調(diào)整管，Vi是輸人電壓，Vo是輸出電壓。R1、R2為采樣電阻，采樣電壓Vf同參考電壓Vr進(jìn)行比較，得到的誤差電壓經(jīng)放大和直流電平位移后，作為調(diào)整管的基極輸人信號(hào)，這樣就構(gòu)成一個(gè)負(fù)反饋問(wèn)路，當(dāng)負(fù)載RL變化時(shí)，通過(guò)反饋回，路調(diào)整以使Vo保持穩(wěn)定。
這樣的集成穩(wěn)壓器有固定輸出的W78xx或LM78XX系列，其中xx的值即輸出電壓值，如7805，輸出電壓為5V。還有一些輸出電壓可以調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓集成塊，如LM117、LM317。

線(xiàn)性穩(wěn)壓電源的功耗與輸人、輸出電壓之間的差值有關(guān)，壓差越大，功耗越大。輸入、輸出電壓之差值與輸出級(jí)的調(diào)整管的飽和壓降有關(guān)系，在圖2中，飽和壓降=2Vbe+Vce，在圖3中，飽和壓降=Vbe+Vce。圖4為低飽和壓降方式，輸出級(jí)采用PNP型功率晶體管，其飽和壓降=Vce。目前，還有采用CMOS管作為輸出級(jí)的大功率電路，具有低壓降大電流的優(yōu)點(diǎn)，能極大地提高穩(wěn)壓電源的功率。

二、DC-DC開(kāi)關(guān)變換器

在DC-DC開(kāi)關(guān)變壓器中，功率晶體管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，其原理框圖如圖5所示。目前，開(kāi)關(guān)電源的工作頻率多為數(shù)百千赫弦，有的已達(dá)到了數(shù)兆赫茲。

開(kāi)關(guān)電源實(shí)現(xiàn)DC-DC變換的方式有多種，傳統(tǒng)的采用脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)，目前流行的是采用高效率的零電壓(ZV)、零電流(ZC)或相移脈寬調(diào)制零電壓諧振變換技術(shù)。在每一種技術(shù)下，又有多種具體結(jié)構(gòu)。本文主要介紹脈寬調(diào)制全橋變換及最新的ZV (零電壓)、ZCS(零電流)、PWM DC/DC變換器。
1.脈寬調(diào)制(PWM)的形式
脈寬調(diào)制是開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)中最成熟的技術(shù)，也是目前應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)。脈寬調(diào)制是一種功率控制方式。不同占空比的脈沖具有不同的直流分量，在負(fù)載變化時(shí)，調(diào)整輸出脈沖的占空比，以達(dá)到穩(wěn)定輸出電樂(lè)的目的。脈寬調(diào)制易于實(shí)現(xiàn)，因?yàn)轵?qū)動(dòng)脈沖具有固定的頻率，且與負(fù)載特性無(wú)關(guān)。
(1)Buck(直流降壓式)變換器

Buck變換器由電壓源Vi、串聯(lián)開(kāi)關(guān)s和負(fù)載R組成，也稱(chēng)為串聯(lián)開(kāi)關(guān)變換器，其基本形式如圖6所示。

由晶體管開(kāi)關(guān)管組成的Buck電路簡(jiǎn)圖如圖7所示，晶體管Q為開(kāi)關(guān)器件，L為濾波電感，C為濾波電容，D為續(xù)流二極管。

Ton為晶體管的導(dǎo)通時(shí)間，在此時(shí)間段，流過(guò)L的電流逐漸增加，當(dāng)進(jìn)入晶體管截止時(shí)間段Tof時(shí)，流過(guò)L的電流達(dá)到最大值Imax，由于電感中電流不能突變，所以繼續(xù)有電流流過(guò)負(fù)載，這時(shí)二極管D充當(dāng)截止時(shí)的續(xù)流元件。截止期結(jié)束時(shí)，電感中的電流到達(dá)最小值Imin，隨后進(jìn)入下一個(gè)周期。

若在Buck變挨累的開(kāi)關(guān)與負(fù)載之間插人隔離變壓器這種隔離型Buck變換器叫做Fonvard單端正激勵(lì)變換器，如圖8所示。

濾波電感L在開(kāi)關(guān)管關(guān)斷期間通過(guò)續(xù)流二極管D2為負(fù)載提供電流。D3的作用是鉗位.其功能是完成磁芯的復(fù)位。當(dāng)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，能量通過(guò)D3泄放到電源端，保證流過(guò)磁芯的磁通量回到零。
(2)Boost(直流升壓式)變換器

Boost變換器是從Buck變換器進(jìn)行對(duì)偶變換(從一個(gè)邏輯兩數(shù)變換為它的對(duì)偶函數(shù))后得到的，其簡(jiǎn)圖如圖9所示。

Boost變換器又稱(chēng)為并聯(lián)開(kāi)關(guān)變換器。與Buck變換器其不同的是，Boost變換器電感L安裝在輸人端(開(kāi)關(guān)管之前)，而B(niǎo)uck變換器中的電感L安裝在輸出端當(dāng)開(kāi)關(guān)管Q導(dǎo)通時(shí)，二極管D截止，電感L與開(kāi)關(guān)管的節(jié)點(diǎn)電樂(lè)為0V(理想狀態(tài))，這時(shí)L儲(chǔ)能。
當(dāng)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，電感L兩端的電勢(shì)翻轉(zhuǎn)，這時(shí)電感L與開(kāi)關(guān)管的節(jié)點(diǎn)電樂(lè)大于輸人電壓Vi，電感電流通過(guò)二極管D續(xù)流，使得Vo大于Vi，理論上可以證明Vo=Vix[T/(T-Ton)]，T為開(kāi)關(guān)脈沖周期，Ton是導(dǎo)通時(shí)間。由此可見(jiàn)，Boost型變換器的輸出電壓Vo總是大于輸人電壓Vi。
(3)Buck-Boost變換器

將Buck、Boost兩種形式的變換器結(jié)合起來(lái)，形成一種新的變換器，叫做Buck-Boost變換器，其簡(jiǎn)圖如圖10所示。

當(dāng)開(kāi)關(guān)管Q導(dǎo)通時(shí)，二極管D截止，Vi經(jīng)Q給L充電，L儲(chǔ)能;當(dāng)開(kāi)關(guān)管Q截止時(shí)，L兩端的電壓極性反轉(zhuǎn)，變?yōu)?，上?fù)下正，此時(shí)L相當(dāng)于電源，經(jīng)負(fù)載電阻R及二極管D形成電流回路，給負(fù)載供電。
這種形式變換器的輸出電樂(lè)與輸人電壓是反相的。在Buck型和Boost型變換器中，存在--個(gè)能量直接從電源流向負(fù)載的時(shí)間，而在Buck-Boost變換器中，能量先存儲(chǔ)在電感中，然后再流向負(fù)載，這就是它們的主要區(qū)別。

如果將圖10中的電感L改為隔離變壓器，就得到了常用的反激變換器(即Flyback變換器)。常見(jiàn)的單端反激式變換器電路簡(jiǎn)圖如圖11所示。由變壓器的同名端可見(jiàn)，在開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通期間，變壓器儲(chǔ)存能量;當(dāng)晶體管截止時(shí)，二極管導(dǎo)通，將能量傳遞給負(fù)載。

(4)Cuk變換器

將Buck-Boost變換器進(jìn)行對(duì)偶變換，可以得到Cuk變換器，其電路形式如圖12所示。

圖中C是傳遞能量的耦合電容。工作原理如下:當(dāng)三極管Q導(dǎo)通時(shí)電容C的能量向L2、C2、R釋放，即對(duì)C2、L2充電;同時(shí)，電源向L1充電，即L1儲(chǔ)存能量。在Q截止時(shí)，流過(guò)L1的電流通過(guò)二極管D 續(xù)流，同時(shí)向電容C充電。

當(dāng)要想輸出極性不同或輸出不同的電壓值時(shí)，則需要加人隔離變壓器，這樣就形成了隔離Cuk變換器，如圖13所示，其工作原理同Cuk型變換器。CO C1的作用是讓變壓器初、次級(jí)繞組均無(wú)直流流過(guò)，這樣磁芯在兩個(gè)方向磁化，不需要加人氣隙，因而體積可以做得很小。

(5)推挽變換器

推挽變換器原理圖如圖14所示。在推挽變換器中，兩只三極管交替T作在開(kāi)/關(guān)狀態(tài)，以達(dá)到比***工作輸出功率大的目的。

由于初級(jí)線(xiàn)圈的中心抽頭接在輸入電源的正極，當(dāng)一側(cè)三極管導(dǎo)通時(shí)，則另外一側(cè)的三極管要承受的耐壓為兩倍電源電壓，這對(duì)晶體管的耐壓要求較高。
從安全的角度考慮，在實(shí)際應(yīng)中要求晶體管的耐壓值為電源電壓的3.3倍。如果輸人電源直接從市電(我國(guó)為AC220V，峰值電壓為311V)整流而得，那么晶體管的耐樂(lè)值應(yīng)高于1000V。 由于具有這樣高耐壓的晶體管不是很多，所以在一次電源中基本不采用推挽設(shè)計(jì)的開(kāi)關(guān)電源。
(6)全橋變換器

降低晶體管耐壓的方法是采用全橋變換電路，即用四只晶體管代替兩只晶體管。這樣做雖增加了成本，但能可靠地彌補(bǔ)變換器的缺點(diǎn)。全橋變換器電路簡(jiǎn)圖如圖15所示。

工作時(shí)，Q1、Q4先導(dǎo)通，Q2、Q3截止，流過(guò)變壓器T初級(jí)繞組的電流方向?yàn)閺纳系较?隨后，Q1、Q4截止，Q2、Q3導(dǎo)通，流過(guò)T初級(jí)繞組中的電流方向?yàn)閺南碌缴?。這種設(shè)計(jì)降低了每只晶體管上的電壓，避免了變壓器磁芯電磁飽和，從而有效地提高了電容可靠性。需要指出的是，串聯(lián)在一起的兩只晶體管不能同時(shí)導(dǎo)通，否則將損壞晶體管。
(7)半橋變換器

如果將全橋變換器的一個(gè)橋臂的兩只晶體管用兩只電容代替，可以節(jié)省兩個(gè)晶體管，比較經(jīng)濟(jì)，這樣的電路稱(chēng)為半橋變換器，如圖16所示。

工作時(shí)，Q2導(dǎo)通，電流經(jīng)開(kāi)關(guān)管Q2變壓器T及電容C2到地形成電流回路;同時(shí)給C2充電;隨后Q4導(dǎo)通，C2上的電壓以及Vi經(jīng)過(guò)C1后的電壓，經(jīng)變壓器T的初級(jí)繞組及Q4到地形成電流回路，同時(shí)給C1充電。

2.設(shè)計(jì)制作PWM變換器須知
在設(shè)計(jì)或制作，上述常見(jiàn)PWM變換器時(shí)，應(yīng)注意解決好以下問(wèn)題，否則將嚴(yán)重影響開(kāi)關(guān)電源的工作。
(1)避免晶體管同時(shí)導(dǎo)通
在雙端變換器(如推挽、橋式)中，應(yīng)有效避免晶體管同時(shí)導(dǎo)通的情況出現(xiàn)，否則將導(dǎo)致晶體管瞬間損壞。
(2)注意容性負(fù)載
變換器的功耗取決于電壓、電流在時(shí)間軸上的重疊部分。在瞬間關(guān)斷和導(dǎo)通期間，晶體管將對(duì)容性負(fù)載充電，如果容性負(fù)載很大，晶體管的功耗將變得很大，甚至損壞。
(3)抑制開(kāi)關(guān)管集電極尖峰電壓
電源主變壓器的漏感就像在開(kāi)關(guān)管集電極上串聯(lián)了一只小電感，當(dāng)晶體管關(guān)斷時(shí)，這個(gè)漏感將在集電極上產(chǎn)生尖峰電壓。如果尖峰電壓不被抑制，極易擊竅晶體管。
(4)注意變壓器工作點(diǎn)沿磁滯回線(xiàn)垂直漂移
變壓器磁滯回線(xiàn)工作點(diǎn)應(yīng)保持在中心，如果電路使之偏離中心點(diǎn)，磁芯將進(jìn)，入飽和區(qū)，這時(shí)變壓器會(huì)失去阻抗變換作用，其阻抗值急劇下降，則晶體管中的電流將會(huì)瞬間急劇增大而導(dǎo)致器件損壞。
(5)電源機(jī)殼上的開(kāi)關(guān)噪聲電壓
該電壓通常表現(xiàn)為開(kāi)關(guān)管集電極上出現(xiàn)高峰值的方波，或變壓器次級(jí)輸出接地端同機(jī)殼之間出現(xiàn)噪聲電壓。
3.諧振型變換器
前面介紹的脈寬調(diào)制型變換器是通過(guò)控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通占空比來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓。諧振型變換器以正弦波形式工作，讓開(kāi)關(guān)管在零電流或零電壓的情況下導(dǎo)通和關(guān)斷，從而降低開(kāi)/關(guān)功耗，提高變換效率。
在20世紀(jì)70年代到80年代期間，開(kāi)關(guān)變換器的工作頻率為20kHz~50kHz。到了上世紀(jì)90年代，隨著MOSFET(金屬-氧化層半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，又稱(chēng)金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管)的高電壓器件出現(xiàn)，為了進(jìn)一步提高功率密度，開(kāi)關(guān)頻率提高到了數(shù)百千赫茲乃至數(shù)兆赫茲。
隨著頻率升高，開(kāi)/關(guān)損耗增加，加上變壓器存在的漏感及開(kāi)關(guān)管存在的結(jié)電容，使得開(kāi)關(guān)管工作在感性關(guān)斷、容性導(dǎo)通的惡劣條件下，具體而言:在開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，漏感產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)會(huì)產(chǎn)生電壓尖刺和噪聲，同時(shí)給結(jié)電容充電;當(dāng)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，結(jié)電容上的電壓給器件內(nèi)部元件充電，造成嚴(yán)重的開(kāi)關(guān)噪聲，并且通過(guò)開(kāi)關(guān)管密勒電容[即集電結(jié)(b-c)分布電容]耦合到驅(qū)動(dòng)電路，使得驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生噪聲和不穩(wěn)定的因素。
為了改善晶體管的工作條件，于是開(kāi)發(fā)了零電流開(kāi)關(guān)(zCS)和零電壓(ZVS)開(kāi)關(guān)技術(shù)，并且引人諧振的概念。

(1)零電流諧振開(kāi)關(guān)

零電流諧振開(kāi)關(guān)由開(kāi)關(guān)S1、電感Lr、電容Cr構(gòu)成，其中電感與開(kāi)關(guān)串聯(lián)，如圖17所示。按照開(kāi)關(guān)中電流允許單向還是雙向流動(dòng)，可分為半波型和全波型，如圖18所示。

在圖18(b)中 ，在開(kāi)關(guān)管Q上并聯(lián)有二極管D2，使得電流可以雙向流動(dòng)，所以是全波型。
諧振開(kāi)關(guān)的原理:LC回路經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)管諧振，回路中的電流緩慢上升，在電流上升之前，晶體管經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)進(jìn)入飽和區(qū)。
由于LC的諧振作用，形關(guān)管中的電流將振蕩，流過(guò)開(kāi)關(guān)管中的電流按正弦波變化。在此工作方式中，對(duì)于開(kāi)關(guān)管而言，大電壓和大電流不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，因此開(kāi)關(guān)管的損耗很低，保證了開(kāi)關(guān)管可靠地工作。
(2)零電壓諧振開(kāi)關(guān)

將開(kāi)關(guān)S1同電容C1并聯(lián)，就構(gòu)成了零電壓(ZVs)開(kāi)關(guān)，原理框圖如圖19所示。同樣，依據(jù)開(kāi)關(guān)中電流的流向也可分為半波型和全波型。諧振型開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換技術(shù)分為諧振、準(zhǔn)諧振、多諧振三種，這里不一一舉例。

4.ZVZCS(零電壓零電流開(kāi)關(guān))PWMDC/DC變換器
諧振型開(kāi)關(guān)技術(shù)解決了常規(guī)的PWM開(kāi)關(guān)電路在開(kāi)/關(guān)切換時(shí)開(kāi)關(guān)管損耗過(guò)大的問(wèn)題，因?yàn)橹C振型開(kāi)關(guān)在零電流和零電壓時(shí)進(jìn)行切換，大大減小了切換損耗。
但諧振型開(kāi)關(guān)技術(shù)在提高工作效率方面也碰到了新的問(wèn)題，由于諧振電源中傳輸?shù)恼也?，PWM電路中傳輸?shù)氖欠讲?，正弦波包含的能量沒(méi)有方波高。也就是說(shuō)，諧振型開(kāi)關(guān)電源雖然降低了開(kāi)/關(guān)損耗，可是傳遞的能量也下降了，所以整體轉(zhuǎn)換效率并不比PWM電路高多少。
鑒于脈寬調(diào)制與諧振開(kāi)關(guān)電路的優(yōu)缺點(diǎn)，人們希望將這兩種電路結(jié)構(gòu)結(jié)合起來(lái):利用脈寬調(diào)制提供方波電壓和方波電流，以便提供更大的功率;利用零電壓諧振技術(shù)，在開(kāi)關(guān)管上的電壓達(dá)到零以后再轉(zhuǎn)換，然后改變兩組方波之間的相位進(jìn)行輸出電壓控制，使電路工作在恒定的開(kāi)關(guān)頻率上。這種相移零電壓技術(shù)，采用全橋變換器很容易實(shí)現(xiàn)。
全橋變換的好處是利用4只晶體管可以方便地實(shí)現(xiàn)ZVT或ZCT變換，同時(shí)可輸出較大的功率，這也是多管隔離型直流變換器得到廣泛應(yīng)用的原因。

全橋變換技術(shù)種類(lèi)很多，但是主要有以下兩種:一種是zVS PWM DC/DC變換器;另一種是ZVZCS PWM DC/DC變換器，這里僅簡(jiǎn)單地介紹后一種電路的工作原理，其原理圖如圖20所示。

Q1~Q4是四只開(kāi)關(guān)管;D1 D2是續(xù)流二極管;D3、D4是橋臂滯后二極管;Cb是阻斷電容，容量通常很大，Lik為線(xiàn)圈的等效漏感。

下面就對(duì)該電路的工作原理進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。Q1~Q4的基極驅(qū)動(dòng)脈沖及關(guān)鍵點(diǎn)波形如圖21所示。

在t0時(shí)刻之前，Q1.Q4導(dǎo)通，Vin經(jīng)Q1給C3充電，同時(shí)原邊電流ip給阻斷電容Cb充電。
在t0時(shí)刻，Q1關(guān)斷，原邊電流給C1充電，同時(shí)C3放電。在這個(gè)時(shí)段內(nèi)，變壓器原邊漏感Lik和變壓器次級(jí)濾波電感Lf等效為串聯(lián)關(guān)系，而且Lf很大，因此可以認(rèn)為原邊電流ip近似不變，類(lèi)似于恒流源。在t0~t1期間，C1兩端電壓線(xiàn)性上升，C3兩端電壓線(xiàn)性下降。到t1時(shí)刻，C3的電壓降為0V，Q3c、e極上并聯(lián)的二極管D3導(dǎo)通。
在t1~t2階段，D3和Q4導(dǎo)通，A.B兩點(diǎn)電壓Vab等于零。此時(shí)加在變壓器原邊繞組和漏感上的電壓為阻斷電容兩端電壓Vcb，原邊電流開(kāi)始減小，同時(shí)變壓器原邊電壓極性改變，副邊感應(yīng)電勢(shì)為兩端正中間負(fù)。整流二極管DR1 DR2同時(shí)導(dǎo)通。此時(shí)阻斷電容Cb上的電壓全部加在漏感Lik上，原邊電流減小，阻斷電壓上升。由于漏感極小，而阻斷電容較大，因此可以認(rèn)為在這個(gè)階段中，阻斷電容兩端電壓基本不變，原邊電流基本上是線(xiàn)性減小。
在t2~t3階段，原邊電流ip為0;A點(diǎn)電壓為0V，B點(diǎn)對(duì)應(yīng)電壓為負(fù)電壓，其值等于Cb上的電壓值。這期間整流管DR1、DR2同時(shí)導(dǎo)通，均分負(fù)載電流。
在t3~t4階段，Q4截止，在此之前Q4中已沒(méi)有電流流過(guò)，所以是零電流關(guān)斷。在很短的延時(shí)后，Q2導(dǎo)通，由于漏感的存在，原邊電流不能突變，Q2是零電流狀態(tài)下導(dǎo)通。
由于原邊電流不足以提供負(fù)載電流，整流管DR1 DR2依然同時(shí)導(dǎo)通，變壓器的原、副邊繞組被鉗位在零電壓狀態(tài)。
從t4時(shí)刻開(kāi)始，原邊為負(fù)載提供能量，同時(shí)對(duì)阻斷電容反向充電。整流管DR1自然關(guān)斷，所有負(fù)載電流均流過(guò)DR2。
阻斷電容上的電壓為下一次Q2零電流關(guān)斷和Q4零電流開(kāi)通做準(zhǔn)備。在t5時(shí)刻，關(guān)斷Q3，阻斷電容Cb上的電壓在t6時(shí)刻達(dá)到負(fù)的最大值。在t5~t10階段為下一個(gè)半周期，其工作過(guò)程與t0~t5 類(lèi)似。
三、實(shí)際應(yīng)用舉例
常見(jiàn)的直流變換器內(nèi)置控制電路和開(kāi)關(guān)管;外接電感、二極管及電容，應(yīng)用方式比較靈活，根據(jù)需要，既可產(chǎn)生正電源，又可以產(chǎn)生負(fù)電源，電壓的幅度也可以通過(guò)外置的反饋電阻控制。這類(lèi)器件輸出功率不大，可靠性很高。下面以應(yīng)用廣泛的DC-DC芯片LT1173為例進(jìn)行介紹。
1.升壓電路(step-up模式)
LT1173內(nèi)部包含脈沖產(chǎn)生器、開(kāi)關(guān)管(其集電極sW1和發(fā)射極sW2分別通過(guò)③、④腳引到芯片外)及比較放大電路。

一款A(yù)PD( 光電二極管)接收機(jī)中的二極管反向偏置電壓形成電路采用IT1173，如圖22所示。

此電路的DC-DC變換部分等效于圖9，即開(kāi)關(guān)管的c極③腳外接升壓電感L4和續(xù)流二極管D4，開(kāi)關(guān)管的e極④腳接地。

LT1173穩(wěn)壓原理不同于PWM電路，它控制的是開(kāi)關(guān)脈沖的數(shù)量(稱(chēng)為門(mén)控振蕩技術(shù))，而PWM技術(shù)控制的是連續(xù)開(kāi)關(guān)脈沖的占空比。當(dāng)輸出電壓升高時(shí)，內(nèi)部振蕩器停止工作，輸出電壓下降;當(dāng)輸出電壓降低時(shí)，內(nèi)部振蕩器恢復(fù)振蕩，開(kāi)始功率變換，輸出電壓上升。實(shí)際上兩種方式最終控制了脈沖序列的直流分量(功率)。
當(dāng)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，儲(chǔ)能電感L4中將有線(xiàn)性增加的電流流過(guò)。此時(shí)，由于③腳的電位為開(kāi)關(guān)管的飽和壓降，所以電容C49存有的電荷將通過(guò)二極管D2向電容C36充電。當(dāng)開(kāi)關(guān)管截止時(shí)，電感L4中產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)致二極管D4導(dǎo)通，向電容C49充電，同時(shí)，二極管D1也會(huì)導(dǎo)通，向電容C49及C37~C40充電(此時(shí)C36放電)。L3為抑制高頻噪聲的磁珠濾波電感，C32、R12構(gòu)成RC濾波器，最終得到輸出電壓。
電阻R26~R28構(gòu)成分壓取樣電路，得到反饋電壓送到LT1173的⑧腳(反饋比較端)，與內(nèi)部的參考電壓(1.245V)進(jìn)行比較，得到誤差信號(hào)，用以控制開(kāi)關(guān)脈沖的數(shù)量，以達(dá)到穩(wěn)壓的目的。

該電路的整流部分較特殊，由二極管D1、D2、D4 和電容C36、C37~C40及C49構(gòu)成，這是一個(gè)三倍壓整流電路，每個(gè)二極管負(fù)極對(duì)地電壓是不等的。下面介紹一下倍壓電路的工作原理。

圖23為六倍壓整流電路示意圖，輸人交流信號(hào)Vi經(jīng)過(guò)該電路整流之后，在不同的二極管負(fù)極輸出不同的電壓，串聯(lián)的二極管越多，最終得到的輸出電壓就越大。與***整流電路相比，倍壓電路廣泛應(yīng)用于需要得到數(shù)千伏特以上直流電壓的變換器中(如達(dá)幾萬(wàn)伏特的CRT第二陽(yáng)極電壓)，這是因?yàn)槿舨捎?**整流，變壓器次級(jí)線(xiàn)圈上感應(yīng)電壓的峰值必須達(dá)到輸出電壓值的幅度，這樣次級(jí)線(xiàn)圈匝數(shù)會(huì)很多，必須分多層纏繞，由于線(xiàn)圈上感應(yīng)電勢(shì)很大，如果絕緣措施不好，緊密挨在一起的線(xiàn)圈易出現(xiàn)擊穿放電現(xiàn)象，從而將線(xiàn)圈和開(kāi)關(guān)管燒毀。
在倍壓整流電路中，輸出的電壓分?jǐn)偟矫恐浑娙莺投O管上的，盡管輸出電壓隨著二極管串聯(lián)的數(shù)量增加而增加，但是每個(gè)器件的耐壓要求卻不需要很高，這也是倍壓電路的優(yōu)點(diǎn)。
2.降壓電路(step-down模式)

若將LT1173設(shè)計(jì)成直流降壓式變換電路，參見(jiàn)圖7，將LT1173的③腳接輸人電壓端，④腳外接電感L1及續(xù)流二極管D1即可，如圖24所示。

如果將圖24中的Vout及GND進(jìn)行參考電位平移，即可以得到負(fù)電壓輸出，如圖25所示，電感L1的輸出端固定在參考地電位上，續(xù)流二極管的正極就可以得到負(fù)電壓Vout。

需要注意的是:此時(shí)LT1173的GND端(⑤腳)要與輸出的負(fù)電壓端相連接，以保證反饋端FB相對(duì)于GND端有1.245V 的電勢(shì)差，此時(shí)輸出電壓按照下式計(jì)算:Vout=Vfb(1 +R1/R2)=1.245VX (1+R1/R2)。