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w{{gu1#]G 234324234.JPG (36.54 KB, 下载次数: 1)下载附件 保存到相册昨天 15:57 上传 a`wc\T^ <NHH^M\N @hl.lq #F:p-nOq 基本名词
:)8VdWg 常见的基本拓扑结构
pXtl
6K% ■Buck降压
seba9y ■Boost升压
50"pbzW ■Buck-Boost降压-升压
?(xnSW@r ■Flyback反激
%3s1z<;R[S ■Forward正激
+[Dx?XM ■Two-Transistor Forward双
晶体管正激
3D6RLu ■Push-Pull推挽
SDL7<ZaE ■Half Bridge半桥
ZVW'>M7. ■Full Bridge全桥
pk>^?MO ■SEPIC
PG2: ~$L0 ■C’uk
mR!1DQ.\< \h+AXs<j )tG\vk=@ 1、基本的脉冲宽度调制波形
+|*IZ:w) 这些拓扑结构都与开关式
电路有关。
[]D&bYpv 基本的脉冲宽度调制波形定义如下:
bUs0 M0y i)\L:qF5 2、Buck降压
'_<{p3M Fzm*Pz3 特点
evenq$
H ■把输入降至一个较低的
电压。
f0!))/rSD ■可能是最简单的电路。
,yC-+VL ■电感/电容滤波器滤平开关后的方波。
SfA\}@3 ■输出总是小于或等于输入。
97Lte5c6r ■输入电流不连续 (斩波)。
j
'FVz& ■输出电流平滑。
G`+T+ 3、Boost升压
MlcR"gl* ?llXd4 特点
Id*Ce2B ■把输入升至一个较高的电压。
ht|z<XJ ■与降压一样,但重新安排了
电感、开关和二极管。
}~2LW" 1' ■输出总是比大于或等于输入(忽略二极管的正向压降)。
88Ey12$ ■输入电流平滑。
M\vwI" ■输出电流不连续 (斩波)。
vx\r!] 4、Buck-Boost降压-升压
AW%50V ysJQb~2q 特点
?yZ+D z\ ■电感、开关和二极管的另一种安排方法。
-N6f1>}pE ■结合了降压和升压电路的缺点。
eP.wOl ■输入电流不连续 (斩波)。
hZdoc< ■输出电流也不连续 (斩波)。
EJj.1/]|r ■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。
Uq[>_"} ■“反激”变换器实际是降压-升压电路隔离(变压器耦合)形式。
,k.3|aZE 5、Flyback反激
X1,I WJ$bf(X* 特点
2iHUZzz\ ■如降压-升压电路一样工作,但是电感有两个绕组,而且同时作为变压器和电感。
r`=+ L-! ■输出可以为正或为负,由线圈和二极管的极性决定。
f<
ia(d ■输出电压可以大于或小于输入电压,由变压器的匝数比决定。
i3dkYevs? ■这是隔离拓扑结构中最简单的
vNVox0V ■增加次级绕组和电路可以得到多个输出。
|rY1US)S 6、Forward正激
~Uu4= @_-hk|Nl@ 特点
C7XxFh ■降压电路的变压器耦合形式。
:Hn6b$Vy8 ■不连续的输入电流,平滑的输出电流。
au N6prGe ■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。
i=ea
?eT` ■增加次级绕组和电路可以获得多个输出。
VdPtPq1 ■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。
kd>hhiz| ■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。
6RG)`bu 7、Two-Transistor Forward双晶体管正激
rT M}})81 >i_2OV 特点
.@2m07*1 ■两个开关同时工作。
H[{F'c[e ■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。
@V(*65b2 ■主要优点:
mkMq ■每个开关上的电压永远不会超过输入电压。
"76]u) ■无需对绕组磁道复位。
]-PH^H 8、Push-Pull推挽
^b/ Z)3 g~ZvA(` 特点
"K ~ ■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。
,f<?;z ■良好的变压器磁芯利用率---在两个半周期中都传输功率。
g=39C> ■全波拓扑结构,所以输出纹波频率是变压器频率的两倍。
3Q"<<pi!~ ■施加在FET上的电压是输入电压的两倍。
BYpG 9、Half-Bridge半桥
%.vQU @2A ;>#wU' 特点
5BWH-2HsB ■较高功率变换器极为常用的拓扑结构。
u0 P|0\ ■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。
+vvv[ ■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。
ztnFhJ<a$ ■全波拓扑结构,所以输出纹波频率是变压器频率的两倍。
TBs|r# ■施加在FET上的电压与输入电压相等。
RdWRWxTn8+ 10、Full-Bridge全桥
VE#Wb7 _+p4Wvu~0 特点
}e!x5g ■较高功率变换器最为常用的拓扑结构。
zxMXXm; ■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。
VkvB<3 ■良好的变压器磁芯利用率---在两个半周期中都传输功率。
48c1gUwoP ■全波拓扑结构,所以输出纹波频率是变压器频率的两倍。
{`J)j6; ■施加在 FETs上的电压与输入电压相等。
RwKdxK+; ■在给定的功率下,初级电流是半桥的一半。
(XeE2l2M 11、SEPIC单端初级电感变换器
ks"|}9\%< 34z"Pm 特点
YHkn2]^#A ■输出电压可以大于或小于输入电压。
$RYa6"` ■与升压电路一样,输入电流平滑,但是输出电流不连续。
V\{clJ\U ■能量通过电容从输入传输至输出。
e7@ojOQ% ■需要两个电感。
j\,EO+ZQCv 12、C’uk(Slobodan C’uk的专利)
_/F7?^j {K <iih 特点
R?68*}
`7 ■输出反相
>v:y?A, ■输出电压的幅度可以大于或小于输入。
9}l33T4T ■输入电流和输出电流都是平滑的。
<d,b '<z
s ■能量通过电容从输入传输至输出。
X59:C3c ■需要两个电感。
!LggIk1 ■电感可以耦合获得零纹波电感电流。
?$vCW|f 13、电路工作的细节
Xp >7iX!: 下面讲解几种拓扑结构的工作细节
B$-R-S6 ■降压调整器:
G.rrv 连续导电
0>C T=(A 临界导电
TX$r`~ 不连续导电
{ WIJC',Y ■升压调整器 (连续导电)
O?)3VT* ■变压器工作
bW$J~ ynM ■反激变压器
uZM{BgXXD ■正激变压器
u2[iM d 14、Buck-降压调整器-连续导电
Ge2q% OTy.VT| ■电感电流连续。
'{E@*T/<. ■Vout 是其输入电压 (V1)的均值。
XaCX!Lr, ■输出电压为输入电压乘以开关的负荷比 (D)。
m=?KZ?U` ■接通时,电感电流从电池流出。
DKne'3pH ■开关断开时电流流过二极管。
1>*#%R?W ■忽略开关和电感中的损耗, D与负载电流无关。
:axRoRg ■降压调整器和其派生电路的特征是:
|k+8<\ 输入电流不连续 (斩波), 输出电流连续 (平滑)。
]4~lYuI4 15、Buck-降压调整器-临界导电
!;0U,!WI RMK"o? ■电感电流仍然是连续的,只是当开关再次接通时 “达到”零。
"^4_@ oo 这被称为 “临界导电”。
k,'L}SK 输出电压仍等于输入电压乘以D。
=o
Xsb 16、Buck-降压调整器-不连续导电
.P;*D ws f%Ns[S~ r ■在这种情况下,电感中的电流在每个周期的一段时间中为零。
} ~h3c| ■输出电压仍然 (始终)是 v1的平均值。
g}f`,r9 ■输出电压不是输入电压乘以开关的负荷比 (D)。
*FC=X) _&W ■当负载电流低于临界值时,D随着负载电流而变化(而Vout保持不变)。
L%BNz3:Dt 17、Boost升压调整器
k40* e\ fF?z| ■输出电压始终大于(或等于)输入电压。
[K9'<Qnu ■输入电流连续,输出电流不连续(与降压调整器相反)。
AmaT0tzJC ■输出电压与负荷比(D)之间的关系不如在降压调整器中那么简单。在连续导电的情况下:
8)O[Aq:: TT'[qfAI 在本例中,Vin = 5,
vI2^tX9 Vout = 15, and D = 2/3.
crqpV F]1] Vout = 15,D = 2/3.
:|_'fNd+! 18、变压器工作(包括初级电感的作用)
\Kl+ 5%L cV 5CaaL ■变压器看作理想变压器,它的初级(磁化)电感与初级并联。
~p1j`r; 19、反激变压器
^.#jF#u~ vV[eWd.o6M ■此处初级电感很低,用于确定峰值电流和存储的能量。当初级开关断开时,能量传送到次级。
g6Q !8 20、Forward 正激变换变压器
QrfG^GID qR(\5} ■初级电感很高,因为无需存储能量。
h!&prYx ■磁化电流 (i1) 流入 “磁化电感”,使磁芯在初级开关断开后去磁 (电压反向)。
"]z-: \ V 21、总结
k *Q<3@S ■此处回顾了目前开关式
电源转换中最常见的电路拓扑结构。
ZT,B(#m ■还有许多拓扑结构,但大多是此处所述拓扑的组合或变形。
cc#gEm)3C ■每种拓扑结构包含独特的
设计权衡:
Db)?i?o}t 施加在开关上的电压
KMU4n-s"o 斩波和平滑输入输出电流
Tsgk/e9K2? 绕组的利用率
q8s0AN'@t' ■选择最佳的拓扑结构需要研究:
-M[$Z y^ 输入和输出电压范围
^SxY IFL 电流范围
>;L6xt3 成本和性能、大小和重量之比
G>wqt@%r9