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大神课堂|开关电源的11种拓扑结构

作者:时间:2018-04-03来源:网络收藏

  1、基本名词

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201804/377855.htm

  常见的基本结构

  ■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

  ■Push-Pull推挽

  ■Half Bridge半桥

  ■Full Bridge全桥

  ■SEPIC

  ■C’uk

  基本的脉冲宽度调制波形

  这些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:

    

 

  2、Buck降压

    

 

  特点

  ■把输入降至一个较低的电压。

  ■可能是最简单的电路。

  ■电感/电容滤波器滤平开关后的方波。

  ■输出总是小于或等于输入。

  ■输入电流不连续 (斩波)。

  ■输出电流平滑。

  3、Boost升压

    

 

  特点

  ■把输入升至一个较高的电压。

  ■与降压一样,但重新安排了电感、开关和二极管。

  ■输出总是比大于或等于输入(忽略二极管的正向压降)。

  ■输入电流平滑。

  ■输出电流不连续 (斩波)。

  4、Buck-Boost降压-升压

    

 

  特点

  ■电感、开关和二极管的另一种安排方法。

  ■结合了降压和升压电路的缺点。

  ■输入电流不连续 (斩波)。

  ■输出电流也不连续 (斩波)。

  ■输出总是与输入反向 (注意电容的极性),但是幅度可以小于或大于输入。

  ■“反激”变换器实际是降压-升压电路隔离(变压器耦合)形式。

  5、Flyback反激

    

 

  特点

  ■如降压-升压电路一样工作,但是电感有两个绕组,而且同时作为变压器和电感。

  ■输出可以为正或为负,由线圈和二极管的极性决定。

  ■输出电压可以大于或小于输入电压,由变压器的匝数比决定。

  ■这是隔离结构中最简单的

  ■增加次级绕组和电路可以得到多个输出。

  6、Forward正激

    

 

  特点

  ■降压电路的变压器耦合形式。

  ■不连续的输入电流,平滑的输出电流。

  ■因为采用变压器,输出可以大于或小于输入,可以是任何极性。

  ■增加次级绕组和电路可以获得多个输出。

  ■在每个开关周期中必须对变压器磁芯去磁。常用的做法是增加一个与初级绕组匝数相同的绕组。

  ■在开关接通阶段存储在初级电感中的能量,在开关断开阶段通过另外的绕组和二极管释放。

  7、Two-Transistor Forward双晶体管正激

    

 

  特点

  ■两个开关同时工作。

  ■开关断开时,存储在变压器中的能量使初级的极性反向,使二极管导通。

  ■主要优点:

  ■每个开关上的电压永远不会超过输入电压。

  ■无需对绕组磁道复位。

  8、Push-Pull推挽

    

 

  特点

  ■开关(FET)的驱动不同相,进行脉冲宽度调制(PWM)以调节输出电压。

  ■良好的变压器磁芯利用率---在两个半周期中都传输功率。

  ■全波拓扑结构,所以输出纹波频率是变压器频率的两倍。

  ■施加在FET上的电压是输入电压的两倍。

  9、Half-Bridge半桥

    

 

  特点

  ■较高功率变换器极为常用的拓扑结构。

  ■开关(FET)的驱动不同相,进行脉冲宽度调制(PWM)以调节输出电压。

  ■良好的变压器磁芯利用率---在两个半周期中都传输功率。而且初级绕组的利用率优于推挽电路。

  ■全波拓扑结构,所以输出纹波频率是变压器频率的两倍。

  ■施加在FET上的电压与输入电压相等。

  10、Full-Bridge全桥

    

 

  特点

  ■较高功率变换器最为常用的拓扑结构。

  ■开关(FET)以对角对的形式驱动,进行脉冲宽度调制(PWM)以调节输出电压。

  ■良好的变压器磁芯利用率---在两个半周期中都传输功率。

  ■全波拓扑结构,所以输出纹波频率是变压器频率的两倍。

  ■施加在 FETs上的电压与输入电压相等。

  ■在给定的功率下,初级电流是半桥的一半。


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关键词: 开关电源 拓扑

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