BYZllwxwTE g>n1mK| F-<c.0;6 &`}ACTY'P 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 =/kT| NC%)SG \ P,bis7X. 1Ba.'~: 基本名词
[(iJj3s! 常见的基本拓扑结构
6BObV/S Jg ■Buck降压
7,ffY/ ■Boost升压
G\Q0{4w8 ■Buck-Boost降压-升压
ee*E:Ltz\ ■Flyback反激
$`txU5#vs ■Forward正激
^fhkWx 4i ■Two-Transistor Forward双
晶体管正激
|c:xK{Ik ■Push-Pull推挽
!;B^\
8{ ■Half Bridge半桥
!z_VwZ#, ■Full Bridge全桥
''wF%q ■SEPIC
YCu9dBeVS ■C’uk
|^t8ct?x~ 0
hS(9y40 so }Kb3 n 1、基本的脉冲宽度调制波形
X-J<gI(Y 这些拓扑结构都与开关式
电路有关。
QiQO>r 基本的脉冲宽度调制波形定义如下:
b;$jh qb$f ,E[ 2、Buck降压
v`9n'+h-c6 dS"%( ?o 特点
"~aCW~ ■把输入降至一个较低的
电压。
:EZ"D#>y~ ■可能是最简单的电路。
s(M8 Y ■电感/电容滤波器滤平开关后的方波。
|k=L&vs
■输出总是小于或等于输入。
R{A$hnhW6 ■输入电流不连续 (斩波)。
Pdw[#X<[` ■输出电流平滑。
4O'X+dv^I 3、Boost升压
M}BqSzd* ET}Dh3A 特点
rg{|/ ;imT ■把输入升至一个较高的电压。
_ya_Jf* ■与降压一样,但重新安排了
电感、开关和二极管。
6zJfsKf$ ■输出总是比大于或等于输入(忽略二极管的正向压降)。
mo-
Y % ■输入电流平滑。
[p#
}=&d ■输出电流不连续 (斩波)。
T?'Vb 4、Buck-Boost降压-升压
and)>$)| #Jqa_$\. 特点
)I`Ma6bX ■电感、开关和二极管的另一种安排方法。
',P E25Z ■结合了降压和升压电路的缺点。
{expx<+4F ■输入电流不连续 (斩波)。
vZl]C% ■输出电流也不连续 (斩波)。
}Pn]j7u! ■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。
b 6B5 ■“反激”变换器实际是降压-升压电路隔离(变压器耦合)形式。
k(.6K[b 5、Flyback反激
8RJ^e[?o( 'lD"{^ 特点
:gJ?3LwTf ■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。
w
`0m[* ■输出可以为正或为负,由线圈和二极管的极性决定。
HRxA0y= ■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。
yq2pg8% ■这是隔离拓扑结构中最简单的
~t-!{F ■增加次级绕组和电路可以得到多个输出。
oyeJ"E2 6、Forward正激
:AM5EO @?r[
$Ea1M 特点
f Nnemn@> ■降压电路的变压器耦合形式。
ht1d[ ■不连续的输入电流,平滑的输出电流。
a{FCg%vD) ■因为采用变压器,输出可以大于或小于输入,可以是任何极性。
r1)@ 7Nt ■增加次级绕组和电路可以获得多个输出。
yMoV|U6 ■在每个开关周期中必须对变压器磁芯去磁。
常用的做法是增加一个与初级绕组匝数相同的绕组。
e7^B3FOx ■在开关接通阶段存储在初级电感中的能量,在开关断开阶段通过另外的绕组和二极管释放。
@ = M:RA 7、Two-Transistor Forward双晶体管正激
U2D2?# C[xY 0<^B 特点
R# x~f ■两个开关同时工作。
9Oe~e ■开关断开时,存储在变压器中的能量使初级的极性反向,使二极管导通。
]F4.m ■主要优点:
Z>si%Npm\ ■每个开关上的电压永远不会超过输入电压。
jJK`+J,i}X ■无需对绕组磁道复位。
TppuEC> 8、Push-Pull推挽
Dxlpo!
?# *VPjBzcH 特点
@jxAU7! ■开关(FET)的
驱动不同相,进行脉冲宽度调制(PWM)以调节输出电压。
Z/f%$~Ch ■良好的变压器磁芯利用率---在两个半周期中都传输功率。
RU_wr< ■全波拓扑结构,所以输出纹波频率是变压器频率的两倍。
Oe/\@f0bLT ■施加在FET上的电压是输入电压的两倍。
@z-%:J/$ 9、Half-Bridge半桥
NM{/rvM F?B`rw@xr 特点
t)
:'XGk@ ■较高功率变换器极为常用的拓扑结构。
GWvw<`4 ■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。
3\B28m ■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。
{%b*4x0? ■全波拓扑结构,所以输出纹波频率是变压器频率的两倍。
tvlrUp ■施加在FET上的电压与输入电压相等。
QU;bDNq,c 10、Full-Bridge全桥
ac%6eW0# 'fIoN% 特点
+M=`3jioL ■较高功率变换器最为常用的拓扑结构。
gZHuyp(B ■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。
p-Jp/*R5 ■良好的变压器磁芯利用率---在两个半周期中都传输功率。
nR(v~_y[V ■全波拓扑结构,所以输出纹波频率是变压器频率的两倍。
L]kd.JJvy ■施加在 FETs上的电压与输入电压相等。
e>] gCa ■在给定的功率下,初级电流是半桥的一半。
8%ea(|Wjg 11、SEPIC单端初级电感变换器
cM hBOm* 6^l|/\Y{ 特点
$~+(si2 ■输出电压可以大于或小于输入电压。
r&y0`M ■与升压电路一样,输入电流平滑,但是输出电流不连续。
)4MM>Q ■能量通过电容从输入传输至输出。
JJZu%9~[ ■需要两个电感。
JuKG#F#, 12、C’uk(Slobodan C’uk的专利)
ZO#f)>s2
-k8<LR3 特点
YT`,f*t ■输出反相
9,wD ■输出电压的幅度可以大于或小于输入。
VtN1 [} ■输入电流和输出电流都是平滑的。
OAauD$Hh ■能量通过电容从输入传输至输出。
OU
esL9 ■需要两个电感。
&"r /&7: ■电感可以耦合获得零纹波电感电流。
\47djmG- 13、电路工作的细节
YO'aX 下面讲解几种拓扑结构的工作细节
21$E.x 6 ■降压调整器:
=%ok:+D] 连续导电
*\(MG|S 临界导电
-3K01p 不连续导电
R*=88ds ■升压调整器 (连续导电)
"g,`K s ]; ■变压器工作
ObfRwZh?q ■反激变压器
_a#k3r ■正激变压器
uOO\!Hqq 14、Buck-降压调整器-连续导电
bp!Jjct 16ZyLt ■电感电流连续。
e }Mf ■Vout 是其输入电压 (V1)的均值。
p0[+Zm{#l ■输出电压为输入电压乘以开关的负荷比 (D)。
n$F~ ■接通时,电感电流从电池流出。
Z]e`bfNnI ■开关断开时电流流过二极管。
N;`/>R4|I ■忽略开关和电感中的损耗, D与负载电流无关。
/&c2O X|Z ■降压调整器和其派生电路的特征是:
~Pj q3etk 输入电流不连续 (斩波), 输出电流连续 (平滑)。
s+?2oPa 15、Buck-降压调整器-临界导电
Mj{w/' /w1M%10 ■电感电流仍然是连续的,只是当开关再次接通时 “达到”零。
T](}jQxj` 这被称为 “临界导电”。
CLTkyS)C 输出电压仍等于输入电压乘以D。
Vr|e(e.% 16、Buck-降压调整器-不连续导电
Wqkb1~]#Y iy8J l ■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。
?G5,}% ■输出电压仍然 (始终)是 v1的平均值。
n1JtY75#,/ ■输出电压不是输入电压乘以开关的负荷比 (D)。
X@"G1j >/ ■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>MDCqV 17、Boost升压调整器
+J|H~` xorafL ■输出电压始终大于(或等于)输入电压。
R{fJ"Q5' ■输入电流连续,输出电流不连续(与降压调整器相反)。
43pe6 ^. ■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:
x9,jXd 3 3|t5Ia 在本例中,Vin = 5,
=gs-#\% Vout = 15, and D = 2/3.
+U1
Ir5Lx Vout = 15,D = 2/3.
BY.k.]/ 18、变压器工作(包括初级电感的作用)
jM&di l2LLM {B ■变压器看作理想变压器,它的初级(磁化)电感与初级并联。
s/=% kCo 19、反激变压器
K8aqC{ vjq2(I)u ■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。
uN:KivVe 20、Forward 正激变换变压器
mUbm3JIjJ h7E~I
J ■初级电感很高,因为无需存储能量。
<(q(5jG ■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)。
K
J\kR 21、总结
]
\M+j u ■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。
GPGE7X' ■还有许多拓扑结构,但大多是此处所述拓扑的组合或变形。
:oXSh;\ ■每种拓扑结构包含独特的
设计权衡:
Bz<hP*.O 施加在开关上的电压
aknIrblS\ 斩波和平滑输入输出电流
E?G'F3i 绕组的利用率
$uZmIu9Bi+ ■选择最佳的拓扑结构需要研究:
755,=U8'wi 输入和输出电压范围
-B H/)$-$ 电流范围
Z^:_,aJ? 成本和性能、大小和重量之比
PqV
F}