本文主要讲述了常见的开关电源拓扑结构特点和优缺点对比。 常见的拓扑结构,包括Buck降压、Boost升压、Buck-Boost降压-升压、Flyback反激、Forward正激、Two-Transistor Forward双晶体管正激等。 上图是常见的基本拓扑结构。 基本的脉冲宽度调制波形 这些拓扑结构都与开关式电路有关。 基本的脉冲宽度调制波形定义如下: 常见的基本拓扑结构 1 Buck降压
2 Boost升压
3 Buck-Boost降压-升压
4 Flyback反激
5 Forward正激
6 Two-Transistor Forward双晶体管正激
7 Push-Pull推挽
8 Half-Bridge半桥
9 Full-Bridge全桥
10 SEPIC单端初级电感变换器
11 C’uk(Slobodan C’uk的专利)
电路工作的细节 下面讲解几种拓扑结构的工作细节。 1 Buck-降压调整器-连续导电
2 Buck-降压调整器-临界导电 电感电流仍然是连续的,只是当开关再次接通时“达到”零。这被称为“临界导电”。输出电压仍等于输入电压乘以D。 3 Buck-降压调整器-不连续导电
4 Boost升压调整器 输出电压始终大于(或等于)输入电压。输入电流连续,输出电流不连续(与降压调整器相反)。 输出电压与负荷比(D)之间的关系不如在降压调整器中那么简单。在连续导电的情况下: 在本例中,Vin = 5, Vout = 15, D = 2/3.Vout = 15,D = 2/3. 5 变压器工作(包括初级电感的作用) 变压器看作理想变压器,它的初级(磁化)电感与初级并联。 6 反激变压器 此处初级电感很低,用于确定峰值电流和存储的能量。当初级开关断开时,能量传送到次级。 7 Forward 正激变换变压器
总结 本文回顾了目前开关式电源转换中最常见的电路拓扑结构。除此之外还有许多拓扑结构,但大多是这些拓扑的组合或变形。 每种拓扑结构包含独特的设计权衡:施加在开关上的电压,斩波和平滑输入输出电流,绕组的利用率。 选择最佳的拓扑结构需要研究:输入和输出电压范围,电流范围,成本和性能、大小和重量之比。 |
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