開(kāi)關(guān)電源的11種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

1、基本名詞

常見(jiàn)的基本結(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

■C’uk

基本的脈沖寬度調(diào)制波形

這些結(jié)構(gòu)都與開(kāi)關(guān)式電路有關(guān)。

基本的脈沖寬度調(diào)制波形定義如下：

2、Buck降壓

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。

3、Boost升壓

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)。

4、Buck-Boost降壓-升壓

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

特點(diǎn)

■如降壓-升壓電路一樣工作，但是電感有兩個(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。

■這是隔離結(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-TransistorForward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)(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。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)

■較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。