开关电源的10种拓扑结构

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开关电源的10种拓扑结构是怎么样的?拓扑结构都与开关式电路有关,基本的脉冲宽度调制波形定义如下:

 

开关电源拓扑结构

降压

 

开关电源拓扑结构
特点:把输入降至一个较低的电压;可能是最简单的电路;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);输出电流平滑。

 

升压

开关电源拓扑结构
特点:把输入升至一个较高的电压;与降压一样,但重新安排了电感、开关和二极管;输出总是比大于或等于输入(忽略二极管的正向压降);输入电流平滑;输出电流不连续 (斩波)。

降压-升压

开关电源拓扑结构
特点:电感、开关和二极管的另一种安排方法;结合了降压和升压电路的缺点;输入电流不连续 (斩波);输出电流也不连续 (斩波);输出总是与输入反向 (注意电容的极性),但是幅度可以小于或大于输入;“反激”变换器实际是降压-升压电路隔离(变压器耦合)形式。

 

反激

开关电源拓扑结构
特点:如降压-升压电路一样工作,但是电感有两个绕组,而且同时作为变压器和电感;输出可以为正或为负,由线圈和二极管的极性决定;输出电压可以大于或小于输入电压,由变压器的匝数比决定;这是隔离拓扑结构中最简单的;增加次级绕组和电路可以得到多个输出。

 

正激

开关电源拓扑结构
特点:降压电路的变压器耦合形式;不连续的输入电流,平滑的输出电流;因为采用变压器,输出可以大于或小于输入,可以是任何极性;增加次级绕组和电路可以获得多个输出;在每个开关周期中必须对变压器磁芯去磁。常用的做法是增加一个与初级绕组匝数相同的绕组;在开关接通阶段存储在初级电感中的能量,在开关断开阶段通过另外的绕组和二极管释放。

 

双晶体管正激

开关电源拓扑结构
特点:两个开关同时工作;开关断开时,存储在变压器中的能量使初级的极性反向,使二极管导通。
主要优点:每个开关上的电压永远不会超过输入电压;无需对绕组磁道复位。

 

推挽

开关电源拓扑结构
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;良好的变压器磁芯利用率—在两个半周期中都传输功率;全波拓扑结构,所以输出纹波频率是变压器频率的两倍;施加在FET上的电压是输入电压的两倍。

半桥

开关电源拓扑结构
特点:较高功率变换器极为常用的拓扑结构;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;良好的变压器磁芯利用率—在两个半周期中都传输功率。而且初级绕组的利用率优于推挽电路;全波拓扑结构,所以输出纹波频率是变压器频率的两倍;施加在FET上的电压与输入电压相等。

 

全桥

开关电源拓扑结构
特点:较高功率变换器最为常用的拓扑结构;开关(FET)以对角对的形式驱动,进行脉冲宽度调制(PWM)以调节输出电压;良好的变压器磁芯利用率—在两个半周期中都传输功率;全波拓扑结构,所以输出纹波频率是变压器频率的两倍;施加在 FETs上的电压与输入电压相等;在给定的功率下,初级电流是半桥的一半。

 

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