開關(guān)電源常見拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(已修改)
2025-08-27 22:02 本頁面
【正文】 開關(guān)電源電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 目錄 ? 開關(guān)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)綜述 ? 開關(guān)電源分類 ? 非隔離式拓?fù)渑e例 BUCK BOOST BUCKBOOST ? 隔離式拓?fù)渑e例 正激式 反激式 開關(guān)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)綜述 ? 開關(guān)電源主要包括主回路和控制回路兩大部分 ? 主回路是指開關(guān)電源中功率電流流經(jīng)的通路。主回路一般包含了開關(guān)電源中的開關(guān)器件、儲能器件、脈沖變壓器、濾波器、輸出整流器、等所有功率器件，以及供電輸入端和負(fù)載端。 ? 控制回路一般采用 PWM控制方式，通過輸出信號和基準(zhǔn)的比較來控制主回路中的開關(guān)器件 開關(guān)電源分類 ? 開關(guān)電源主回路可以分為 隔離式 與 非隔離式 兩大類型。 ? 非隔離 —— 輸入端與輸出端電氣相通，沒有隔離。 串聯(lián)式結(jié)構(gòu)是指在主回路中，相對于輸入端而言，開關(guān)器件與輸出端負(fù)載成并聯(lián)連接的關(guān)系。例如 buck拓?fù)湫烷_關(guān)電源就是屬于串聯(lián)式的開關(guān)電源 并聯(lián)式結(jié)構(gòu)是指在主回路中，相對于輸入端而言，開關(guān)器件與輸出端負(fù)載成并聯(lián)連接的關(guān)系。例如 boost拓?fù)湫烷_關(guān)電源就是屬于串聯(lián)式的開關(guān)電源 極性反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)是指輸出電壓與輸入電壓的極性相反。電路的基本結(jié)構(gòu)特征是：在主回路中，相對于輸入端而言，電感器 L與負(fù)載成并聯(lián)。 Buckboost拓?fù)渚褪欠礃O性開關(guān)電源 隔離式電路的類型 ? 隔離 —— 輸入端與輸出端電氣不相通，通過脈沖變壓器的磁偶合方式傳遞能量，輸入輸出完全電氣隔離 單端 —— 通過一只開關(guān)器件單向驅(qū)動脈沖變壓器； 隔離室電路主要分為正激式和反激式兩種 ? 正激式：就是只有在開關(guān)管導(dǎo)通的時候，能量才通過變壓器或電感向負(fù)載釋放，當(dāng)開關(guān)關(guān)閉的時候，就停止向負(fù)載釋放能量。目前屬于這種模式的開關(guān)電源有：串聯(lián)式開關(guān)電源， buck拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)開關(guān)電源，激式變壓器開關(guān)電源、推免式、半橋式、全橋式都屬于正激式模式。 ? 反激式：就是在開關(guān)管導(dǎo)通的時候存儲能量，只有在開關(guān)管關(guān)斷的時候釋放才向負(fù)載釋放能量。屬于這種模式的開關(guān)電源有：并聯(lián)式開關(guān)電源、 boots、極性反轉(zhuǎn)型變換器、反激式變壓器開關(guān)電源。 非隔離式拓?fù)渑e例 ?BUCK拓?fù)? ?BOOST拓?fù)? ?BUCKBOOST拓?fù)? BUCK降壓電路 ? 上圖是 BUCK電路的經(jīng)典模型。晶體管，二極管，電感，電容和負(fù)載構(gòu)成了主回路，下方的控制回路一般采用 PWM芯片控制占空比決定晶體管的通斷。 ? BUCK電路的功能：把直流電壓 Ui轉(zhuǎn)換成直流電壓Uo，實(shí)現(xiàn)降壓的目的 BUCK拓?fù)涞木喣Ｐ? ? 上圖是簡化之后的 BUCK電路主回路。下面分析 輸出電壓的產(chǎn)生 K閉合后， D關(guān)斷，電流流經(jīng) L， L是儲能濾波電感，它的作用是在K接通 Ton期間限制大電流通過，防止輸入電壓 Ui直接加到負(fù)載 R上，對 R進(jìn)行電壓沖擊，同時把電感電流 IL轉(zhuǎn)化成磁能進(jìn)行能量存儲；與 R并聯(lián)的 C是儲能濾波電容，如此 R兩端的電壓在 Ton期間是穩(wěn)定的直流電壓 在 K關(guān)斷期間 Toff， L將產(chǎn)生反電動勢，流過電流 IL由反電動勢 eL的正極流出，通過負(fù)載 R，再經(jīng)過續(xù)流二極管 D，最后回到反電動勢eL的負(fù)極。由于 C的儲能穩(wěn)壓， Toff階段的輸出電壓 Uo也是穩(wěn)定的直流電壓 K閉合時， L兩端有壓降，意味著 UoUi, BUCK電路一定是降壓電路 工作過程分析 ? 工作過程： 當(dāng) K導(dǎo)通時→ IL線性增加， D1截止 →此時 IL和 C向負(fù)載供電 ? 當(dāng) IL＞ Io時， IL向C充電也向負(fù)載供電 ? 當(dāng) K關(guān)斷時 → L通過 D1形成續(xù)流回路， ? IL向 C充電也向負(fù)載供電 → 當(dāng) IL﹤ Io時， L和 C同時向負(fù)載供電。 ? 若 IL減小到 0,則 D關(guān)斷，只有 C向負(fù)載供電 CCM,DCM ? 由工作過程分析可以得知，IL可能會出現(xiàn)斷流的情況。 ? 通常我們把電流連續(xù)的模式稱為 CCM模式，電流斷續(xù)的模式稱為 DCM模式。當(dāng)然也有兩者之間的臨界情況 BCM模式 ? 下面就將按照以上三種模式對電路做具體的分析。 ? 注意： Uo,Io作為輸出電壓電流，均認(rèn)為是穩(wěn)定的直流量。 CCM， DCM模式下的各點(diǎn)電壓 ? 在 K關(guān)斷期間， IL線性下降，若周期結(jié)束即 K導(dǎo)通瞬間 IL不等于 0，則 IL呈現(xiàn)左側(cè)圖 (c)中的波形，電流連續(xù)。若 K導(dǎo)通之前IL就已經(jīng)降為 0， IL就
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