稳压电路中的整流滤波电路和稳压器的作用

稳压电路是指能够稳定输出电压的电路，其主要组成部分包括整流滤波电路和稳压器。

整流滤波电路的作用是将交流电信号转换为直流电信号，并通过滤波电路削弱残留的交流成分，以使得输出电压尽量平稳。整流滤波电路一般由整流桥、滤波电容和滤波电阻组成。

首先，整流桥是整流滤波电路的核心部件之一，它可以将输入的交流信号转换为单向的直流信号。整流桥一般由四个二极管组成，分别是正向导通二极管和反向截止二极管。当输入交流电通过整流桥时，其正负半周期分别经过两对反向并联连接的二极管，因而交流信号被转换为单向的直流信号。

接下来，滤波电容和滤波电阻则主要起到滤波的作用。滤波电容负责去除直流电压的纹波成分，其具有良好的频率特性，可以让高频成分通过，但将低频成分尽量阻隔。滤波电阻则主要起到平滑输出电压的作用，通过形成一个RC电路，能够进一步减小输出电压的纹波。

整流滤波后得到的直流电信号仍然可能存在一定程度的功率波动，因此需要进一步使用稳压器进行稳压。

稳压器是稳压电路的另一个重要组成部分，它能够根据输入电压的变化自动调节输出电压，以保持输出稳定。稳压器一般可以分为线性稳压器和开关稳压器两种。

线性稳压器是一种较为常见的稳压器，它的核心是稳压二极管和负反馈电路。它通过改变负载电阻来调节输出电压，使之保持稳定。稳压二极管是一种特殊的二极管，其工作在反向击穿状态下，具有稳定的工作电流和工作电压。负反馈电路能够通过对输出电压的监测和比较，自动调节控制信号，使得输出电压稳定在设定值。

开关稳压器则是一种高效率、高稳定性的稳压器。其核心是PWM调制器件及反馈控制电路。开关稳压器将输入电压逐段切换，并通过调节切换的占空比来保持输出电压稳定。PWM调制器件可以通过不同的切换频率和占空比来实现输出电压的调节，反馈控制电路则起到监测和调节输出电压的作用。

综上所述，稳压电路主要由整流滤波电路和稳压器组成。整流滤波电路通过整流桥、滤波电容和滤波电阻将交流电转换为直流电，并使输出电压尽量平稳。稳压器通过稳压二极管(线性稳压器)或PWM调制器件及反馈控制电路(开关稳压器)实现输出电压的稳定。这些组成部分相互协作，共同构成了稳压电路，实现了输出电压的稳定性和可靠性。

具有固定开关频率的开关电源，也并非总是显示连续的脉冲。在某些情况下，由于各种原因，脉冲会被忽略。在考虑输出纹波电压和EMI效应时，这一点非常重要。

用于电压转换的开关稳压器通常采用可调的或固定的开关频率。这个值通常在开关稳压器IC数据手册的第一页列出。对于电源电路来说，开关频率的选择是很重要的，因为它会影响到外部无源器件的尺寸和成本。此外，开关频率还会影响可实现的转换效率。对于整个电路(不仅是功率转换器，还包括系统中的其他电路部分)，开关频率的选择也非常重要。ADI通常在整个系统受干扰最小的频率范围内选择开关频率。受印刷电路板的寄生效应影响，电源的开关频率通常通过电容和电感耦合方式与电路的许多部分耦合。

在选择了正确的开关频率之后，电路设计人员在评估实际电路时，往往会得出令人惊讶的结果。在选定的开关频率下，所设计的电路常常不能按预期开关。通常有以下两方面原因。

突发模式

许多应用需要非常高的转换效率，即使在低输出负载下也是如此。如果所需的输出功率只有几mW，开关稳压器本身的供电电流是严重不成比例的。如果以百分比表示效率，这一点尤其明显。为了提高这些情况下的效率，开关稳压器IC通常会配置特殊的突发模式。图1显示在突发模式®下，开关稳压器的电压随时间的变化。在切换到较长的暂停阶段之前，开关节点会开关一次。在这个暂停阶段，开关稳压器IC的许多功能进入睡眠模式，只需消耗极少量的电能。图1显示了开关节点电压、电感电流和输出电压

在突发模式下工作时，输出电压的纹波更大。相比在正常工作条件下由开关频率设置的电压纹波，其频率要低得多。根据电压转换器IC和电路条件，在突发阶段操作时，通常会存在极少量的脉冲，例如，一个脉冲或大量脉冲。通常，在输出电压达到设定的上限阈值之前，会产生尽可能多的脉冲。之后会暂停一段时间，直到输出电压降到低于阈值下限。在这种情况下，在脉冲期间，仍然会按照选定的开关频率进行开关，但由突发阶段定义的更低的频率和暂停阶段也会出现在频谱中。

脉冲跳频模式

另一种模式是脉冲跳频模式。许多类型的功率转换器都提供这种模式。在许多拓扑设计中，开关节点上每出现一次脉冲时，会有一定量的电能基于正常的最低导通时间从功率转换器的输入端移动到输出端。但是，如果在这时候，负载不需要或只需要很少量的电能，输出电压会上升。一些脉冲会被跳过，以防输出电压上升过多。此时，输出电压的电压纹波也会增大。脉冲跳频模式通常由反馈节点上的过压比较器激活。例如，如果跳过每秒脉冲，即可在频谱中看到相当于设置开关频率一半的开关频率(FFT表示法)。

与突发模式相比，在脉冲跳频模式下，只需让输出电压保持在特定范围内，不会节省大量电能。所以，转换效率只会稍稍提高。

因此，如果开关稳压器以不同于设置频率的开关频率开关，可能是因为电路处于突发模式或脉冲跳频模式。

但是，可能有其他原因导致在开关节点出现非连续脉冲。其中包括：一般控制环路不稳定、达到现有的限流值、温度超过热关断限值等。

结论

开关模式电源能够以不同于预期开关频率的脉冲运行。这一般发生在低负载条件下。理解这种行为背后的机制，这在评估开关模式电源电路时是非常有用的。设计人员可以以此为依据，准确推断电源是否正在可靠运行。