電源基本拓撲結構

1、1、基本名詞常見的基本拓撲結構 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基本的脈沖寬度調制波形這些拓撲結構都與開關式電路有關。基本的脈沖寬度調制波形定義如下：DutyCycle=DuRatio=D-Ton+Tot心Vout=DVin特點 把輸入降至一個較低的電壓。 可能是最簡單的電路。 電感/電容濾波器濾平開關后的方波。 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 把輸入升至一個較高的電壓。 與降壓一樣，但重新安排了電感、開關和二極管。 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 電感、開關和二極管的另一種安排方法。 結合了降壓和升壓電路的缺點。 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 如降壓-升壓電路一樣工作，但是電

3、感有兩個繞組，而且同時作為變壓器和電感。 輸出可以為正或為負，由線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。 這是隔離拓撲結構中最簡單的 增加次級繞組和電路可以得到多個輸出6、Forward正激特點 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。 因為采用變壓器，輸出可以大于或小于輸入，可以是任何極性。 增加次級繞組和電路可以獲得多個輸出。 在每個開關周期中必須對變壓器磁芯去磁。常用的做法是增加一個與初級繞組匝數(shù)相同的繞組。 在開關接通階段存儲在初級電感中的能量，在開關斷開階段通過另外的繞組和二極管釋放。7、Two-TransistorFor

4、ward雙晶體管正激特點 兩個開關同時工作。 開關斷開時，存儲在變壓器中的能量使初級的極性反向，使二極管導通 主要優(yōu)點： 每個開關上的電壓永遠不會超過輸入電壓。 無需對繞組磁道復位。8、Push-Pull推挽特點開關（FET）的驅動不同相，進行脈沖寬度調制（PWM以調節(jié)輸出電壓良好的變壓器磁芯利用率-在兩個半周期中都傳輸功率 全波拓撲結構，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 較高功率變換器極為常用的拓撲結構。 開關（FETT的驅動不同相，進行脈沖寬度調制（PWM以調節(jié)輸出電壓。 良好的變壓器磁芯利用率-在兩個半周期中都傳

5、輸功率。而且初級繞組的利用率優(yōu)于推挽電路。 全波拓撲結構，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 "高功率變換器最為常用的拓撲結構。開關（FET）以對角對的形式驅動，進行脈沖寬度調制（PWM以調節(jié)輸出電壓。良好的變壓器磁芯利用率-在兩個半周期中都傳輸功率 全波拓撲結構，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，初級電流是半橋的一半。11、SEPIC單端初級電感變換器VinVoutVout=5-VinD'特點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)。能量通過電容從輸入傳輸至輸出需要兩個電感。12、Cuk（SlobodanCuk的專利）-DVout=VinDf特點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。 能量通過電容從輸入傳輸至輸出。 需要兩個電感。 電感可以耦合獲得零紋波電感電流。13、電路工作的細節(jié)下面講解幾種拓撲結構的工作細節(jié) 降壓調整器：連續(xù)導電臨界導電不連續(xù)導電升壓調整器（連續(xù)導電）變壓器工作反激變壓器正激變壓器14、Buck-降壓調整器-連續(xù)導電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關的負

7、荷比（D）。 接通時，電感電流從電池流出。 開關斷開時電流流過二極管。 忽略開關和電感中的損耗，D與負載電流無關。 降壓調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-降壓調整器-臨界導電電感電流仍然是連續(xù)的，只是當開關再次接通時“達到”零這被稱為“臨界導電”。輸出電壓仍等于輸入電壓乘以Db16、Buck-降壓調整器-不連續(xù)導電 在這種情況下，電感中的電流在每個周期的一段時間中為零。 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關的負荷比（D）。 當負載電流低于臨界值時，D隨著負載電流而變化（而Vout保持不變）17、Boost升壓調

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)（與降壓調整器相反）。在連續(xù) 輸出電壓與負荷比（D）之間的關系不如在降壓調整器中那么簡單導電的情況下：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（包括初級電感的作用）turnsratio:變壓器看作理想變壓器，它的初級（磁化）電感與初級并聯(lián)19、反激變壓器此處初級電感很低，用于確定峰值電流和存儲的能量。當初級開關斷開時,能量傳送到次級。20、Forward正激變換變壓器 初級電感很高，因為無需存儲能量。 磁化電流（i1）流入“磁化電感”，使磁芯在初級開關斷開后去磁（電壓反向）。21、總結 此處回顧了目前開