為適應不同的輸出功率,開關電源有各種的拓撲結構:Boost結構、Buck結構、反激(Flyback)結構等。本章節(jié)都是基于連續(xù)電流模式(CCM)來討論的。?2.3.1?Boost(Step?Up)升壓電路?先來看看Boost[10]電路原理圖,如圖2-4所示:
現(xiàn)在來講講電路的工作原理:?Boost電路即升壓電路,當Q1導通時,能量從輸入電源流入儲存于電感L1中,此時二極管D1反偏,負載由濾波電容C1供給能量,將C1中儲存的電能(C1V02/2)釋放給負載R1。當Q1截止時,電感L1中電流不能突變,此時二極管D1導通,電感中儲存的能量(L1I2/2)經二極管D1,流入電容C1,并供給負載R1。?根據(jù)電感的伏秒平衡,在一個周期內電感的伏秒乘積和為零。如果Q1導通時間Ton越大,那么Q1截止時提供給負載的電壓就會越大。下面通過具體的計算來加深理解:?????根據(jù)伏秒平衡有式(2-2)、(2-3)
2.3.2?Buck(Step?Down)降壓電路
同樣先來看看電路圖,如圖2-5所示:
6???Buck電路即降壓電路。當Q1導通時,C1開始充電,輸出電壓V0加到負載R1兩端,在C1充電過程中,電感L1內的電流逐漸增加,儲存的磁場能量也逐漸增加。此時續(xù)流二極管D1因截止。當Q1截止時,?L1中儲存的磁場能量便通過續(xù)流二極管D1傳遞給負載。當負載電壓低于電容C1兩端的電壓時,C1便向負載放電。?我們也用伏秒平衡來列出式子:
由(2-5)式可知,通過改變開關管的占空比可以控制輸出平均電壓的大小。由于占空比總是小于1,所以V0總是小于V1,所以說Buck電路是降壓電路。
2.3.3?反激(升降壓)電路?我們先給出反激[11]電路的原理圖,如圖2-6所示:
現(xiàn)在來分析它的工作原理:?當Q導通時,二極管截止,根據(jù)電路知識可知此時VL=Vg,ic=-V/R;當Q截止時,二極管D導通,VL=-V/n,ic=i/n-V/R。由伏秒平衡和電容充放電平衡可得:
由式(2-6)、(2-7)可得:
以上為開關電源的拓撲結構與計算公式
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