开关电源的11种拓扑结构
出处:电子产品世界 发布于:2018-04-03 11:28:08
1、基本名词
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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