【《开关电源的基本拓扑结构分析》1700字】

开关电源的基本拓扑结构分析1BUCK型开关电源拓扑结构BUCK型就是降压型，它的基本拓扑结构正像图2-1所示：图2-1BUCK型开关电源拓扑结构图2-1中VIN是输入的电压，其同DC的输入电压是有串联关系的。在TON（也就是开关管MOS开通）的时候，输入VIN会在第一时间给电感L以及负载充电，电感储能增加，在瞬间会使负载电压VOUT增加。在开关管TOFF（断开）的时候，续流二极管D导通，这时其会与电感、负载以及大地组成闭合回路，电感给负载充电，这时负载电压VOUT下降。在开关管开通的时候，令它的导通电压是零，则VL就是直流输入电压VIN。由于电感L上的压降不变（VIN-VOUT)，因此电感的电流会升高；由于负载阻抗就会使输出电压升高，经过电阻分压，VFB作为输出电压VOUT的检测值和开关芯片内的参考电压VREF相比较放大；其输出VEA_OUT被当做PWM的参考电压和芯片内产生的周期是T的斜坡电压Slope相比较，从而产生控制外部功率开关管开关的栅控制信号。当在斜坡电压Slope增大至VEA_OUT时，PWM就会输出低电压，使MOS关断。这个时候因为电感中电流IL不可以突然改变，所以在MOS关断的同时，电感两端电压的极性会在瞬间逆转，但在变化的同时电流不会发生任何变化。这个时候二极管D是开通的，它会使电感的电压VL一直处于二极管的导通压降。因为电感不断放电，所以电流会呈线性的下降。2BOOST型开关电源拓扑结构BOOST型是升压型，它的基本拓扑结构就像下图2-2：图2-2BOOST型开关电源拓扑结构此中VIN是直流输入电压。当MOS开通即TON时，输出电压主要来自于输出电容的连续蓄电，所以输出电容一定要具备充足的容量，可以使开关管开通的全部时间里，输出电容可以供给负载充分的电，来保证负载运行。一样的因为在MOS断开也就是TOFF期间，电感的电流不可能突然发生变化，电感L两端电压级性会翻转，VL电压高于输入电压VIN。此这个时候电感电流就不会再经过MOS，而是会通过二极管D来给负载提供电，同时给输出电容COUT供电，此时电感会放电。所以，在开关管断开的时候就可以是输入电压VIN加上电感放电时产生的电压和一同给负载充电。3反激式开关电源拓扑结构反激式自身带有特别的隔离特点，而上述BUCK型和BOOST型拓扑结构皆没有隔离。反激式开关电源经由变压器可以让输入和输出分隔时也能多路输出；同时变压器不但可以传输能量，也可以储存能量，相当于取代了储能电感，它的基本拓扑结构如下图2-3。图2-3反激式开关电源典型拓扑结构综上所述可知，反激式拓扑结构拥有BUCK型以及BOOST型拓扑结构所没有的优势，即隔离优势。当存在多个电源时反激式可以通过自身隔离，而BUCK型和BOOST型需要加多个隔离，所以选取反激式变换器势在必得。而反激式的开关电源的主电路图如下图2-4。因为变压器所拥有的同名端在同一方向上，所以就会导致输出的电压的正负极是上面负下面正的。驱动信号是高电平，开关管开通，原边电感就会接受到从电压源传来的电流，从而使流过电感的电流呈逐渐递增情况，一直递增到开关管断开的时候，这时的原边电流就会是最大的。在开关管开通的时候，因为二极管的电压是上负下正的，也就是电压极性相反，所以就会导致二极管的副边其实是没有电流的。驱动信号是低电平，开关管断开，原来二极管的副边就会有正向导通的电压，这时二极管就会打开，来使电容接收电，这时电容也就会给电阻提供电，所以就会导致电容的电压是上面负下面正的。图2-4反激式电路原理图反激式变换器拥有连续工作和非连续工作这两种工作模式。非连续工作模式即当下一个周期的驱动信号快要到来的时候，变压器副边侧的电感里面就没有电流了REF_Ref27813\r\h[8]。当下一个周期的驱动信号快要到来的时候，变压器副边电感中的电流没有降低为0，此种工作模式成为电流断续模式。处于连续模式和断续模式之间的是临界模式，此种状态下，如果有下一个周期的信号到来，那么电感的电流就会恰巧变成0。因为不能有饱和的变压器磁芯，所以大部分时间就会让变压器工作在非连续的情况下面。反激式变换器主要有以下特点：(1)高频率的变压器类比一个可以储能的电感，当开关管处于开通状态时，它的变压器就开始存储电量，当开关管断开的时候，它就会将电量发送到二次侧REF_Ref27813\r\h[8]。(2)能够在连续状态下工作又能在不是连续的状态下工作。(3)能够做直流输入又能够做交流输出的AC/DC变换器。(4)高