EqLlyHJ5w6,694hQRgLWm

常见的几种电源的拓扑结构和分类

来源:济南磐龙笔记本交换机维修作者:济南磐龙开关电源维修网址:http://www.pldtwx.com

常见的几种电源的拓扑结构和分类


一.非隔离型开关变换器(一).降压变换器

Buck
电路:降压斩波器,入出极性相同。

由于稳态时,电感充放电伏秒积相等,因此:Ui-Uo*ton=Uo*toff
Ui*ton-Uo*ton=Uo*toff,Ui*ton=Uo(ton+toff),Uo/Ui=ton/(ton+toff)= Δ

即,输入输出电压关系为:Uo/Ui=Δ(占空比)

常见的几种电源的拓扑结构和分类



在开关管S通时,输入电源通过L平波和C滤波后向负载端提供电流;当S关断后,L通过二极管续流,保持负载电流连续。输出电压因为占空比作用,不会超过输入电源电压。(二).升压变换器Boost电路:升压斩波器,入出极性相同。

利用同样的方法,根据稳态时电感L的充放电伏秒积相等的原理,可以推导出电压关系:Uo/Ui=1/1-Δ

常见的几种电源的拓扑结构和分类



这个电路的开关管和负载构成并联。在S通时,电流通过L平波,

电源对L充电。当S断时,L向负载及电源放电,输出电压将是输入电压Ui+UL,因而有升压作用。(三).逆向变换器

Buck-Boost
电路:升/降压斩波器,入出极性相反,电感传输。电压关系:Uo/Ui=-Δ/1-Δ

常见的几种电源的拓扑结构和分类



S
通时,输入电源仅对电感充电,当S断时,再通过电感对负载放电来实现电源传输。

所以,这里的L是用于传输能量的器件。(四).丘克变换器Cuk电路:升/降压斩波器,入出极性相反,电容传输。电压关系:Uo/Ui=-Δ/1-Δ)。

常见的几种电源的拓扑结构和分类



当开关S闭合时,UiL1充电。当S断开时,Ui+EL1通过VDC1进行充电。再当S闭合时,VD关断,C1通过L2C2滤波对负载放电,L1继续充电。

这里的C1用于传递能量,而且输出极性和输入相反。二.隔离型开关变换器1.推挽型变换器

下面是推挽型变换器的电路。

常见的几种电源的拓扑结构和分类


2-6:推挽型变换电路



S1
S2轮流导通,将在二次侧产生交变的脉动电流,经过全波整流转换为直流信号,再经LC滤波,送给负载。

由于电感L在开关之后,所以当变比为1时,它实际上类似于降压变换器。2.半桥型变换器

2-6给出了半桥型变换器的电路图。

S1S2轮流导通时,一次侧将通过电源-S1-T-C2-电源及电源-C1-T-S2-电源产生交变电流,从而在二次侧产生交变的脉动电流,经过全波整流转换为直流信号,再经LC滤波,送给负载。

同样地,这个电路也相当于降压式拓补结构。

常见的几种电源的拓扑结构和分类

3.全桥型变换器下图是全桥变换器电路。

常见的几种电源的拓扑结构和分类



S1S3S2S4两两轮流导通时,一次侧将通过电源-S2-T-S4-电源及电源-S1-T-S3-电源产生交变电流,从而在二次侧产生交变的脉动电流,经过全波整流转换为直流信号,再经LC滤波,送给负载。

这个电路也相当于降压式拓补结构。4.正激型变换器

下图为正激式变换器。

常见的几种电源的拓扑结构和分类


2-9:正激型变换器电路



S导通时,原边经过输入电源-N1-S-输入电源,产生电流。当S断开时,N1能量转移到N3,经N3-电源-VD3向输入端释放能量,避免变压器过饱和。VD1用于整流,VD2用于S断开期间续流。5.隔离型Cuk变换器

隔离型Cuk变换器电路如下所示:

常见的几种电源的拓扑结构和分类



S导通时,UiL1充电。当S断开时,Ui+EL1C11及变压器原边放电,同时给C11充电,电流方向从上向下。附边感应出脉动直流信号,通过VDC12反向充电。在S导通期间,C12的反压将使VD关断,并通过L2C2





滤波后,对负载放电。

这里的C12明显是用于传递能量的,所以Cuk电路是电容传输变换电路。6.电流变换器

能量回馈型电流变换器电路如下图所示。

常见的几种电源的拓扑结构和分类



该电路与推挽电路类似。不同的是,在主通路上串联了一个电感。其作用是在S1S2断开期间,使得变压器能量转移到N3绕组,通过VD3回馈到输入端。(上图怀疑N3同名端反了。)下面是升压型变换器的电路图:

常见的几种电源的拓扑结构和分类



该电路也与推挽电路类似,并在主通路上串联了一个电感。在开关导通期间,L积蓄能量。当一侧开关断开时,电感电动势和Ui叠加在一起,对另一侧放电。因此,L有升压作用。三.准谐振型变换器

在脉冲调制电路中,加入RL谐振电路,使得流过开关的电流及管子两端的压降为准正弦波。这种开关电源成为谐振式开关电源。

利用一定的控制技术,可以实现开关管在电流或电压波形过零时切换,这样对缩小电源体积,增大电源控制能力,提高开关速度,改善纹波都有极大好处。所以谐振开关电源是当前开关电源发展的主流技术。又分为:1ZCS——零电流开关。开关管在零电流时关断。2ZVS——零电压开关。开关管在零电压时关断。

具体关于这个技术的简单介绍,见后面相关内容。四.开关电源的分类总结
开关电源的分类(一).按控制方式:脉冲调制变换器:驱动波形为方波。PWMPFM、混合式。谐振式变换器:驱动波形为正弦波。又分ZCS(零电流谐振开关)、ZVS(零电压谐振开关)两种。(二).按电压转换形式:1AC/DC:一次电源。即整流电源。2DC/DC:二次电源。1)Buck电路:降压斩波器,入出极性相同。2)Boost:升压斩波器,入出极性相同。3)Buck-Boost:升/降压斩波器,入出极性相反,电感传输。4)Cuk:升/降压斩波器,入出极性相反,电容传输。(三).按拓补结构:1.隔离型:有变压器。2.非隔离型:无变压器。

EqLlyHJ5w6