大神課堂|開關(guān)電源的11種拓撲結(jié)構(gòu)

　　1、基本名詞

　　常見的基本拓撲結(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

　　■SEPIC

　　■C’uk

　　基本的脈沖寬度調(diào)制波形

　　這些拓撲結(jié)構(gòu)都與開關(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

　　■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(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

　　■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(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

　　■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。

　　■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

　　特點

　　■如降壓-升壓電路一樣工作，但是電感有兩個繞組，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(jié)構(gòu)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(guān)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(guān)接通階段存儲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雙晶體管正激

　　特點

　　■兩個開關(guān)同時工作。

　　■開關(guān)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(guān)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(guān)(FET)的驅(qū)動不同相，進行脈沖寬度調(diào)制(PWM)以調(diào)節(jié)輸出電壓。

　　■良好的變壓器磁芯利用率---在兩個半周期中都傳輸功率。

　　■全波拓撲結(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

　　■較高功率變換器極為常用的拓撲結(jié)構(gòu)。

　　■開關(guān)(FET)的驅(qū)動不同相，進行脈沖寬度調(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。

　　■全波拓撲結(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

　　■較高功率變換器最為常用的拓撲結(jié)構(gòu)。

　　■開關(guān)(FET)以對角對的形式驅(qū)動，進行脈沖寬度調(diào)制(PWM)以調(diào)節(jié)輸出電壓。

　　■良好的變壓器磁芯利用率---在兩個半周期中都傳輸功率。

　　■全波拓撲結(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。