電源基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

1、1、 基本名詞常見的基本拓?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-Transistor Forward雙晶體管正激Push-Pull推挽Half Bridge半橋Full Bridge全橋SEPICCuk基本的脈沖寬度調(diào)制波形這些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都與開關(guān)式電路有關(guān)?；镜拿}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?？赡苁亲詈唵蔚碾娐?。電感/電容濾波器濾平開關(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

2、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?！胺醇ぁ弊儞Q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

3、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。這是隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中最簡單的增加次級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)椴捎米儔浩鳎敵隹梢源笥诨蛐∮谳斎?，可以是任何極性。增加次級繞組和電路可以獲得多個(gè)輸出。在每個(gè)開關(guān)周期中必須對變壓器磁芯去磁。常用的做法是增加一個(gè)與初級繞組匝數(shù)相同的繞組。在開關(guān)接通階段存儲(chǔ)在初級電感中的能量，在開關(guān)斷開階段通過另外的繞組和二極管釋放。7、Two-Transistor Forward雙晶

4、體管正激 特點(diǎn)兩個(gè)開關(guān)同時(shí)工作。開關(guān)斷開時(shí)，存儲(chǔ)在變壓器中的能量使初級的極性反向，使二極管導(dǎo)通。主要優(yōu)點(diǎn)：每個(gè)開關(guān)上的電壓永遠(yuǎn)不會(huì)超過輸入電壓。無需對繞組磁道復(fù)位。8、Push-Pull推挽 特點(diǎn)開關(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

5、兩個(gè)半周期中都傳輸功率。而且初級繞組的利用率優(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)。開關(guān)（FET）以對角對的形式驅(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，初級電流是半橋的一半。11、SEPIC單端初級電感變換器 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，輸入電流平滑，

6、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(gè)電感。12、Cuk(Slobodan Cuk的專利) 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 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(guān)的負(fù)荷比

7、0;(D)。接通時(shí)，電感電流從電池流出。開關(guān)斷開時(shí)電流流過二極管。忽略開關(guān)和電感中的損耗, D與負(fù)載電流無關(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)開關(guān)再次接通時(shí) “達(dá)到”零。這被稱為 “臨界導(dǎo)電”。輸出電壓仍等于輸入電壓乘以D。16、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

8、開關(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)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）。輸出電壓與負(fù)荷比（D）之間的關(guān)系不如在降壓調(diào)整器中那么簡單。在連續(xù)導(dǎo)電的情況下： 在本例中，Vin = 5,Vout = 15, and D = 2/3.Vout = 15，D = 2/3.18、變壓器工作（包括初級電感的作用） 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(chǔ)的能量。當(dāng)初級開關(guān)斷開時(shí)，能量傳送到次級。20、Forward 正激變換變壓器 初級電感很高，因?yàn)闊o需存儲(chǔ)能量。磁化電流 (i1) 流入 “磁化電感”，使磁芯在初級開關(guān)斷開后去磁 (電壓反向)。21、