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1、第6頁，共6頁各類電源拓撲結構分析一．非隔離型開關變換器1.降壓變換器（Buck）：輸入輸出極性相同。由于穩(wěn)態(tài)時，電感充放電伏、秒積相等，因此，輸入輸出電壓關系為：(Ui-Uo)*ton=Uo*toff=>Uo/Ui=ton/(ton+toff)=Δ=>Uo/Ui=Δ(占空比)。UoIDSIDVDIDLIDCIDChart1:buckcircuittopology在S導通時，輸入電源通過L和C濾波后向負載端提供電流；當S斷開后，L通過二極管續(xù)流，保持負載電流連續(xù)。輸出電壓因為占空比的作用，不會超過輸入電源電壓。
2、2.升壓變換器（Boost）：輸入輸出極性相同。UiUoIDSIDDLCID利用同樣的方法，根據(jù)穩(wěn)態(tài)時電感L的充放電伏、秒積相等的原理，推導出輸入輸出電壓關系為：Uo/Ui=1/(1-Δ)。Chart2:boostcircuittopology開關管S和負載構成并聯(lián)，在S導通時，電流通過L濾波，電源對L充電。當S斷開時，L向負載及電源放電，輸出電壓將是Ui+UL，達到升壓的目的。3.逆向變換器（Boost-Buck）：升、降壓斬波器，輸入輸出極性相反，電感傳輸能量。電壓關系：Uo/Ui=-Δ/(1-Δ)6第6頁
3、，共6頁UiUoSDCLChart3:boost-buckcircuittopology在S導通時，輸入電源僅對電感L充電；當S斷開時，再通過電感對負載放電來實現(xiàn)電源傳輸。所以，這里的L用于傳輸能量。4.丘克變換器（Cuk）：升、降壓斬波器，輸入輸出極性相反，電容傳輸能量。電壓關系：Uo/Ui=-Δ/(1-Δ)。N2C1TC2L2RUoDL1SUiChart4:cukcircuittopology在S導通時，Ui對L1充電。當S斷開時，Ui+L1通過D對C1進行充電。再當S導通時，D關斷，L1繼續(xù)充電，C1通過
4、L2、C2濾波對負載放電。所以，這里的C1用于傳輸能量。6第6頁，共6頁二．隔離型開關變換器1．推挽型變換器：S2S1LCRN1N1N2N2UiUoT圖5：推挽型變換電路S1和S2輪流導通，將在二次側產生交變的脈動電流，經過全波整流轉換為直流信號，再經L、C濾波，送給負載。由于電感L在開關之后，所以當變壓器匝比為1時，它實際上類似于降壓變換器。C2UiS2S1LRN1N2N2UoTC1C22．半橋型變換器圖6：半橋式變換電路當S1和S2輪流導通時，一次側將通過電源-S1-T-C2-電源及電源-C1-T-S2-電
5、源產生交變電流，從而在二次側產生交變的脈動電流，經過全波整流轉換為直流信號，再經L、C濾波，送給負載。同樣地，這個電路也相當于降壓式拓撲結構。6第6頁，共6頁CUiS3S2LRN1N2N2UoTS4S13．全橋型變換器圖7：全橋式變換電路當S1、S3和S2、S4兩兩輪流導通時，一次側將通過電源-S2-T-S4-電源及電源-S1-T-S3-電源產生交變電流，從而在二次側產生交變的脈動電流，經過全波整流轉換為直流信號，再經L、C濾波，送給負載。這個電路也相當于降壓式拓撲結構。TN3CLRN2UoSN1D1D2D3U
6、i4．正激型變換器圖8：正激型變換器電路當S導通時，原邊經過輸入電源-N1-S-輸入電源，產生電流。當S斷開時，N1能量轉移到N3，經N3-電源-D3向輸出端釋放能量，避免變壓器飽和。D1用于整流，D2用于S斷開期間續(xù)流。5．隔離型Cuk變換器N2C12TC2L2RUoSN1DUiL1C11圖9：隔離型Cuk變換器當S導通時，Ui對L1充電。當S斷開時，Ui+UL1對C116第6頁，共6頁及變壓器原邊放電，同時給C11充電，電流方向從上向下。附邊感應出脈動直流信號，通過D對C12反向充電。在S導通期間，C12的
7、反壓將使VD關斷，并通過L2、C2濾波后，對負載放電。這里的C12明顯是用于傳遞能量的，所以Cuk電路是電容傳輸變換電路。6．電流變換器S2S1CRN1N1N2N2UiUoTN4N3D1D2D3圖10：能量回饋型電流變換器電路該電路與推挽電路類似。不同的是，在主通路上串聯(lián)了一個電感。其作用是在S1、S2斷開期間，使得變壓器能量轉移到N3繞組，通過D3回饋到輸入端。7.隔離型升壓變換器：S2S1CRN1N1N2N2UiUoTLVD1VD2圖11：隔離型升壓電流變換器電路該電路也與推挽電路類似，并在主通路上串聯(lián)了一
8、個電感。在開關導通期間，L積蓄能量。當一側開關斷開時，電感電動勢和Ui迭加在一起，對另一側放電。因此，L有升壓作用。6第6頁，共6頁三．準諧振型變換器在脈沖調制電路中，加入R、L諧振電路，使得流過開關的電流及管子兩端的壓降為準正弦波。這種開關電源稱為諧振式開關電源。利用一定的控制技術，可以實現(xiàn)開關管在電流或電壓波形過零時切換，這樣對縮小電源體積，增大電源控制能力，提高開關速度，改善紋波
