开关电源主电路拓扑结构的分析与比较

作者：时间：2013-05-30来源：网络收藏

压Uo。利用同样的方法，根据稳态时电感L的充放电伏秒积相等的原理，可以推导出电压关系：

图2 升压型DC/DC转换器电路

2.3降压-升压型拓扑结构

这个电路的开关管和负载构成并联。在S导通时，电流通过L平波，电源对L充电。当S断时，L向负载及电源放电，输出电压将是输入电压Ui加上UL，因而有升压作用。

图3是降压-升压型开关电源的典型电路。Ui 为输入电源，S是主开关管，D是整流管。S在控制信号作用下在导通、截止状态间转换。该电路的工作可简单分析如下：第一阶段，S导通，D截止，忽略开关管的正向导通压降，此时，电感电流线性上升，能量从输入电源转换成磁场能存储在电感L中，此时负载得到的能量来自电容C;第二阶段，D导通，S截止，电感电流开始线性下降，能量由电感元件流向电容和负载。经电容C滤波，在负载RL上可得到脉动很小的直流电压 Uo ，计算其平均值，推出降压-升压型DC/DC转换器的输出电压与输入电压间的关系式：

式(3)中，若改变占空比D，则输出电压既可低于电源电压，也可能高于电源电压。

图3 降压-升压型DC/DC转换器电路

2.4升压-降压型DC/DC转换器

图4是升压-降压型开关电源典型电路。升压-降压型DC/DC转换器的基本工作原理如下：

第一阶段：S导通，D截止。在输入回路，电流由电池流向电感L1和主开关管S，电感L1接收来自电池的能量，电感电流线性增加;在输出回路，电容C1通过S对滤波电容C2、负载RL及L2放电，因此D受反向偏压而截止，这时C1将能量转移给L2。

第二阶段：S截止，D导通。当S截止时，在输出回路，L2要维持电流方向不变，产生感应电动势使D导通，于是能量由L2传送到C2和负载RL;在输入回路，电流由电池流经电感L1、电容C1和二极管D，以前一阶段的电感电流终值作为本阶段的电流初值开始向藕合电容C1充电，随着电容两端电压的增加，电感电流逐渐减少，能量由L1转移到C1中。

升压-降压型DC/DC转换器的输出电压与输入电压间的关系式同降压-升压型关系。升压-降压型DC/DC转换器电路复杂，但纹波性能得到改善。若将两电感绕在同一磁芯上，选择合适的匝比、耦合系数等，可得到零纹波输出。