4A开关稳压电源问题

按下图做出来的稳压电源，功率管很热。有人用示波器测过，功率管没有截止，
只在饱和与线性之间切换。输入24伏，直流有脉动成分。输出5伏恒稳直流。假
设输出电流需要4A。看看怎样修改才能把功率管热耗降下来。





图中，LM117的ADJ与输出颠倒。假设只是图画错了，但电路接对了。为了达到
4A的输出电流，负载电阻应为1.25欧。根据LM117稳压器件的输出电压公式

V = 1.25(1+(R7+R8)/R6)                  (1)

R7应该调为大约620欧。

现在说说电路的理想工作状态。功率管截止，电感L没有电流时，其管压是
24-5 = 19伏。功率管导通时，给电感L充电器，希望电感的感生电压
Ldi/dt 接近18伏。让功率管处在饱和状态，这样其管压只有1伏左右。导通
的时间长短和di/dt决定了电感L最大电流I的大小。

电感L电流=I时，功率管截止。电感L以Vout约=5伏的电压向电容C4和负载放
电(把D1看成理想二级管)。按照

Ldi/dt = -5                             (2)

的方程，解出放电时间

T = LI/5                                (3)

功率管截止到电感L放电完毕，电感L向电容C4和负载所传递的功是

W = 0.5LI^2                            

功率

P = W/T = 0.5(5)I                       (4)

这个功率要大于负载功率5(4)才行。也就是

0.5I > 4                                (5)

也就是说电感L电流I的一半要大于负载电流。这样，电感L放电，能在T时间里
提供足够的负载电流。多出的部分为电容C4充电。

T时间后，C4放电为负载提供电流。当C4电压(Vout)低了一点后，LM117的输出
(5伏)通过R4有电流流向Vout。其值是(5-Vout)/R4。这会使LM117的输入产生
一个比这略大的电流。这个电流在R1上的压降使功率管开启导通。功率管开启
导通后，给电感L，电容C4充电。当C4电压(Vout)提高后，R4的电流接近0，R1
上的压降减小，使功率管截止。

C2等器件构成正反馈环节。当功率管开启导通时，其射极电压因Ldi/dt升高。
正反馈提高LM117的输出电压，功率管基级电压加速功率管导通饱和。当功率管
开启始截止时，其射极电压因Ldi/dt降低。正反馈降低LM117的输出电压，功率
管基级电压加速功率管截止。

现在谈谈功率管发热，没有截止，只在饱和与线性之间切换的可能的原因。

(一)如果功率管提供的电流不够，不能在提供负载电流的同时提高C4电压，功率
管不能截止。就算能让功率管截止，但不满足(5)的话，电感L电流还没有放完，
负载就从C4吸取电流，使C4电压降低。这样功率管又很快导通。由于电感L中还
有电流，电感上的电流变化率就会较小，电感L的感生电压不会太高，这样相当
一部分电压落在功率管上。注入电感能量的功率是Ldi/dt*i。从能量角度分析是，
如果电感L残留电流是Ir，这次导通传递的功是 0.5LI^2-0.5LIr^2比 0.5LI^2
小。也就是说，功率管的功耗变大。

(二)如果LM117的Vin漏电流较大，因在R1上的压降，也可能使功率管提前导通。
如果导通时，电感L中还有电流，功率管的热耗就很大。

如果让我解决这个问题，我先看看是不是功率管提供的电流不够。是不是负载电
流过大。如果3个功率管并联不够，是不是考虑用4个。

查看LM117Vin的漏电流。如果较大，考虑降低R1的阻值。

也有可能LM117的ADJ与输出真的接错了。

如果这些都不是原因，我再研究正反馈深度。