電源基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

1、1、基本名詞常見(jiàn)的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) Buck降壓 Boost升壓 Buck-Boost降壓-升壓 Flyback反激 Forward正激 Two-TransistorForward雙晶體管正激 Push-Pull推挽 HalfBridge半橋 FullBridge全橋 SEPIC Cuk基本的脈沖寬度調(diào)制波形這些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都與開(kāi)關(guān)式電路有關(guān)?；镜拿}沖寬度調(diào)制波形定義如下：DutyCycle=DuRatio=D-Ton+Tot心Vout=DVin特點(diǎn) 把輸入降至一個(gè)較低的電壓。 可能是最簡(jiǎn)單的電路。 電感/電容濾波器濾平開(kāi)關(guān)后的方波。 輸出總是小于或等于輸入。 輸入電流不連續(xù)（斬波）。 輸出電流平滑

2、。3、Boost升壓1Vout=Vin口.特點(diǎn) 把輸入升至一個(gè)較高的電壓。 與降壓一樣，但重新安排了電感、開(kāi)關(guān)和二極管。 輸出總是比大于或等于輸入（忽略二極管的正向壓降） 輸入電流平滑。 輸出電流不連續(xù)（斬波）。VinVoutVout=-VinDf特點(diǎn) 電感、開(kāi)關(guān)和二極管的另一種安排方法。 結(jié)合了降壓和升壓電路的缺點(diǎn)。 輸入電流不連續(xù)（斬波）。 輸出電流也不連續(xù)（斬波）。 輸出總是與輸入反向（注意電容的極性），但是幅度可以小于或大于輸入 “反激”變換器實(shí)際是降壓-升壓電路隔離（變壓器耦合）形式。5、Flyback反激Load(R)7Vout=。vinnDw特點(diǎn) 如降壓-升壓電路一樣工作，但是電

3、感有兩個(gè)繞組，而且同時(shí)作為變壓器和電感。 輸出可以為正或?yàn)樨?fù)，由線(xiàn)圈和二極管的極性決定。 輸出電壓可以大于或小于輸入電壓，由變壓器的匝數(shù)比決定。 這是隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中最簡(jiǎn)單的 增加次級(jí)繞組和電路可以得到多個(gè)輸出6、Forward正激特點(diǎn) 降壓電路的變壓器耦合形式。 不連續(xù)的輸入電流，平滑的輸出電流。 因?yàn)椴捎米儔浩?，輸出可以大于或小于輸入，可以是任何極性。 增加次級(jí)繞組和電路可以獲得多個(gè)輸出。 在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期中必須對(duì)變壓器磁芯去磁。常用的做法是增加一個(gè)與初級(jí)繞組匝數(shù)相同的繞組。 在開(kāi)關(guān)接通階段存儲(chǔ)在初級(jí)電感中的能量，在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)階段通過(guò)另外的繞組和二極管釋放。7、Two-TransistorFor

4、ward雙晶體管正激特點(diǎn) 兩個(gè)開(kāi)關(guān)同時(shí)工作。 開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，存儲(chǔ)在變壓器中的能量使初級(jí)的極性反向，使二極管導(dǎo)通 主要優(yōu)點(diǎn)： 每個(gè)開(kāi)關(guān)上的電壓永遠(yuǎn)不會(huì)超過(guò)輸入電壓。 無(wú)需對(duì)繞組磁道復(fù)位。8、Push-Pull推挽特點(diǎn)開(kāi)關(guān)（FET）的驅(qū)動(dòng)不同相，進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制（PWM以調(diào)節(jié)輸出電壓良好的變壓器磁芯利用率-在兩個(gè)半周期中都傳輸功率 全波拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所以輸出紋波頻率是變壓器頻率的兩倍 施加在FET上的電壓是輸入電壓的兩倍。9、Half-Bridge半橋特點(diǎn) 較高功率變換器極為常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 開(kāi)關(guān)（FETT的驅(qū)動(dòng)不同相，進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制（PWM以調(diào)節(jié)輸出電壓。 良好的變壓器磁芯利用率-在兩個(gè)半周期中都傳

5、輸功率。而且初級(jí)繞組的利用率優(yōu)于推挽電路。 全波拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所以輸出紋波頻率是變壓器頻率的兩倍。 施加在FET上的電壓與輸入電壓相等。10、Full-Bridge全橋特點(diǎn) "高功率變換器最為常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。開(kāi)關(guān)（FET）以對(duì)角對(duì)的形式驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制（PWM以調(diào)節(jié)輸出電壓。良好的變壓器磁芯利用率-在兩個(gè)半周期中都傳輸功率 全波拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所以輸出紋波頻率是變壓器頻率的兩倍。 施加在FETs上的電壓與輸入電壓相等。 在給定的功率下，初級(jí)電流是半橋的一半。11、SEPIC單端初級(jí)電感變換器VinVoutVout=5-VinD'特點(diǎn)輸出電壓可以大于或小于輸入電壓。與升壓電路一樣，

6、輸入電流平滑，但是輸出電流不連續(xù)。能量通過(guò)電容從輸入傳輸至輸出需要兩個(gè)電感。12、Cuk（SlobodanCuk的專(zhuān)利）-DVout=VinDf特點(diǎn)輸出反相輸出電壓的幅度可以大于或小于輸入 輸入電流和輸出電流都是平滑的。 能量通過(guò)電容從輸入傳輸至輸出。 需要兩個(gè)電感。 電感可以耦合獲得零紋波電感電流。13、電路工作的細(xì)節(jié)下面講解幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的工作細(xì)節(jié) 降壓調(diào)整器：連續(xù)導(dǎo)電臨界導(dǎo)電不連續(xù)導(dǎo)電升壓調(diào)整器（連續(xù)導(dǎo)電）變壓器工作反激變壓器正激變壓器14、Buck-降壓調(diào)整器-連續(xù)導(dǎo)電VMt=5V0time» 電感電流連續(xù)。 Vout是其輸入電壓（V1）的均值。 輸出電壓為輸入電壓乘以開(kāi)關(guān)的負(fù)

7、荷比（D）。 接通時(shí)，電感電流從電池流出。 開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)電流流過(guò)二極管。 忽略開(kāi)關(guān)和電感中的損耗，D與負(fù)載電流無(wú)關(guān)。 降壓調(diào)整器和其派生電路的特征是：輸入電流不連續(xù)（斬波），輸出電流連續(xù)（平滑）15、Buck-降壓調(diào)整器-臨界導(dǎo)電電感電流仍然是連續(xù)的，只是當(dāng)開(kāi)關(guān)再次接通時(shí)“達(dá)到”零這被稱(chēng)為“臨界導(dǎo)電”。輸出電壓仍等于輸入電壓乘以Db16、Buck-降壓調(diào)整器-不連續(xù)導(dǎo)電 在這種情況下，電感中的電流在每個(gè)周期的一段時(shí)間中為零。 輸出電壓仍然（始終）是v1的平均值。 輸出電壓不是輸入電壓乘以開(kāi)關(guān)的負(fù)荷比（D）。 當(dāng)負(fù)載電流低于臨界值時(shí)，D隨著負(fù)載電流而變化（而Vout保持不變）17、Boost升壓調(diào)

8、整器 輸出電壓始終大于（或等于）輸入電壓。 輸入電流連續(xù)，輸出電流不連續(xù)（與降壓調(diào)整器相反）。在連續(xù) 輸出電壓與負(fù)荷比（D）之間的關(guān)系不如在降壓調(diào)整器中那么簡(jiǎn)單導(dǎo)電的情況下：Vo二Vin在本例中，Vin=5,Vout=15,andD=2/3.Vout=15,D=2/3.18、變壓器工作（包括初級(jí)電感的作用）turnsratio:變壓器看作理想變壓器，它的初級(jí)（磁化）電感與初級(jí)并聯(lián)19、反激變壓器此處初級(jí)電感很低，用于確定峰值電流和存儲(chǔ)的能量。當(dāng)初級(jí)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),能量傳送到次級(jí)。20、Forward正激變換變壓器 初級(jí)電感很高，因?yàn)闊o(wú)需存儲(chǔ)能量。 磁化電流（i1）流入“磁化電感”，使磁芯在初級(jí)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后去磁（電壓反向）。21、總結(jié) 此處回顧了目前開(kāi)