开关电源拓扑结构
(一)BUCK 降压电路https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/0a3486716aa090fe898561cf62775553.png在不考虑带有寄生参数的RLGC模型的情况下,一般我们的计算步骤如:
[*]Von * Ton=Voff * Toff –>Vout=D * Vin(占空比D在输出电压设置时已决定)
[*]输出电感L计算:Von * D/f=L * ΔI(ΔI为所允许的电感纹波电流)
[*]输出电容CDC计算:ΔU=ΔQ/C=CI * T/8C(ΔU为所允许的输出纹波电压)
BUCK 降压电路特点:
[*]将输入电压调低至较低。
[*]也许是最简单的电路。
[*]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)。
[*]平滑输出电流。
(二) BOOST 升压电路https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/d2d052f7fc4c879a15a7dd497cdc3e05.png
计算公式如下:
[*]Von * Ton=Voff * Toff –>Vout= (Vout- Vin)/ D
[*]输出电感L计算:L=(Vin/(f*ΔIL)) * (1-Vin/Vo+Vd)
[*]输出电容CDC计算:ΔU=(Io/(f*Co)) ((1-Vin/Vo+Vd) +(((Vo+Vd)/Vi) * Io+(Vi/2fL) (1-Vin/Vo+Vd))*ESR
BOOST 升压电路特点:
[*]把输入提高到较高的电压。
[*]与降压相同,但重新排列了电感、开关及二极管。
[*]输出总是比大于或者等于输入(忽略二极管的正向压降)。
[*]平滑输入电流。
[*]输出电流不连续 (斩波)。
(三)BUCK-BOOST 降压-升压电路https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/a3574a729c4178b38d864e627744ceb0.png
计算公式如下:
[*]Vout=(-D/D)*Vin
BUCK-BOOST 降压电路-升压电路特点:
[*]另一种排列电感、开关及二极管方法。
[*]兼有降压电路和升压电路的缺点。
[*]输入电流是不连续的(斩波)。
[*]输出电流也是不连续的(斩波)。
[*]输出相对于输入一直是反向的(注意电容的极性),但是振幅可以小于或者大于输入。
[*]“反激”变换器实际上是一种降压-升压电路隔离(变压器耦合)。
(四)FLYBACK 反激电路https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/bc83beb7d997276c3de562dd4bd1bd3d.png
计算公式如下:
[*]Vout=(-D/n*D)*Vin
FLYBACK 反激电路特点:
[*]工作原理类似于降压-升压电路,但电感有两个绕组,既充当变压器,又充当电感。
[*]输出可以是正的,也可以是负的,这取决于线圈与二极管的极性。
[*]输出电压可以大于或者小于输入电压,取决于变压器的匝数比。
[*]这是最简单的隔离拓扑结构。
[*]可以通过添加次级绕组和电路来获得多个输出。
(五)PUSH-PULL 推挽电路https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/2198242dabbfd2287e8088f79be4bb34.png
计算公式如下:
[*]Vout=(D/n)*Vin
PUSH-PULL 推挽电路特点:
[*]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。
[*]变压器磁芯利用率较高—在2.5个周期中都传输功率。
[*]全波拓扑结构,因此输出的纹波频率是变压器频率的两倍。
[*]施加于FET的电压为输入电压的2倍。
(六)HALF BRIDGE 半桥电路https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/010abda3f4d8680068df8df63cc9fcd6.png
计算公式如下:
[*]Vout=(D/2*n)*Vin
HALF BRIDGE 半桥电路:
[*]在较大功率转换器中最常用的拓扑结构。
[*]开关(FET)被驱动在不同的相位和脉冲宽度调制(PWM)进行调节的输出电压。
[*]变压器磁芯利用率较高—在2.5个周期内输送电力。采用双极性晶体管作为开关器件时,可获得较高的效率;而采用单极性晶体管作开关器件时则不能实现这一目标。这是因为这种开关器件有可能导致损耗增大和开关损耗增加。 初级绕组的利用率高于推挽电路。
[*]全波拓扑结构,因此输出的纹波频率是变压器频率的两倍。
[*]施加在FET上的电压和输入电压相同。
(七)FULL BRIDGE 全桥电路https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/552a16d825b0f1f5eea2c1c8a91a74a8.png
计算公式如下:
[*]Vout=(D/2*n)*Vin
FULL BRIDGE 全桥电路特点:
[*]最常用于较大功率转换器的拓扑结构。
[*]开关(FET)沿对角线方向驱动,采用脉冲宽度调制(PWM)来调节输出电压。
[*]变压器磁芯利用率高—在2.5个周期内传输功率。
[*]全波拓扑结构,因此输出的纹波频率是变压器频率的两倍。
[*]施加于FETs的电压与输入的电压相同。
[*]在给定功率下,初级电流是半桥的一半。
(八)SEPIC 电路https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/1fb6e69901ee9b9d397d9954b4adf4d1.png
计算公式如下:
[*]Vout=(D*Vin)/(1-D)
SEPIC 电路特点:
[*]输出电压可以比输入电压大或小。
[*]与升压电路一样,输入电流平稳,但输出电流是不连续的.
[*]通过电容将能量从输入转换为输出。
[*]需要两个电感。
开关电源的几种拓扑结构原理上看起来简单,但实际上要做好还是很难。 说起来容易做起来难,有些降压电路做出来后,输出电压简直不要 太离谱。 各种电路有详细的电路图吗? 还是需要实践的 还是图纸直观
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