DC-DC模块电源常用电路形式
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制器（饱和电感） 3. 主路输出工作于电流连续模式。 4. 采用双路加权反馈的控制方式
反激变换器（Flyback）特征总结：
Vin
Np
Lm
Lk G
Vo1 Ns1
Vo2 Ns2
反馈控制
优点：
1. 电路简单。 2. 输入电压范围广。 3. 容易实现多路输出。
缺点：
1. 输出纹波电流大。 2. 输出控制特性非线性。 3. 通常需要辅助的吸收回路。 4. 转换效率较低。
谐振复位正激变换器（Resonant Reset Forward)：
Vin
n:1
Lo
Vo
T
Vgs
D 1-D
Io
Lm
IL
Vin
Vds
Ip Lk
Cr
D
G S
[t0, t1]
Ip Im
t0 t1 t2 t3 t4 t5
IL
ΔIL
Io
ImVinD /LTm
VL
IL (V/in n V)D o/L To IPImnIL
Vin/n-Vo -Vo
谐振复位正激变换器（Resonant Reset Forward)：
Vin
n:1
L
Vo
T
Vgs
D 1-D
Lm
Io IL
V1
Vc
Vin
Vds
Ip Lk
Cr
D
G S
[t1, t2]
Ip Im
t0 t1 t2 t3 t4 t5
IL
ΔIL
Io
V1
Vc
2Ip Im
LLmk
Vin/n-Vo VL
-Vo
谐振复位正激变换器（Resonant Reset Forward)：
Vin
n:1
L
Vo
T
Vgs
D 1-D
Io
Lm
IL
Vin
Vds
Ip Lk
Cr
D
G S
[t4, t5]
Ip Im
t0 t1 t2 t3 t4 t5
IL
ΔIL
Io
根据电感的伏秒平衡：
-Vo
谐振复位正激变换器（Resonant Reset Forward)：
Vin
n:1
L
Vo
T
Vgs
D 1-D
Lm
Io IL
V1
Vc
Vin
Vds
Ip Lk
Cr
D
G S
[t2, t3]
Ip Im
t0 t1 t2 t3 t4 t5
IL
ΔIL
Io
Vc
Vin DT 2 Lm Cr
Vin/n-Vo VL
-Vo
谐振复位正激变换器（Resonant Reset Forward)：
Vin
n:1
L
Vo
T
Vgs
D 1-D
Io
Lm
IL
Vin
Vds
Ip Lk
Cr
D
G S
[t3, t4]
Ip Im
t0 t1 t2 t3 t4 t5
IL
ΔIL
Io
t4t1 LmCr
Vin/n-Vo VL
Lm,Cr的选取原则：
Lm *C r12(1Dma)2 xT2
Io -Io
反激变换器（Flyback）工作原理：
Vin
Np
Lm
Lk G
Vo1 Ns1
Vo2 Ns2
反馈控制
多路输出的反激变换器：
Vo1 Ns1*Vin*D Np*(1D)
Vo2Ns2*Vin*D Np*(1D)
减小交叉调整率的措施：
1. 尽量减少两个绕组之间的漏感。 2. 在辅助输出一路中加入尖峰抑
S
Ploss=(Vc)2/R
反激变换器（Flyback）工作原理：
Vin
n:1
Vo
Vgs
Io D Lm
Co
Vቤተ መጻሕፍቲ ባይዱs
Lk
D
Im
G
S ID
ICo IDpIo/1 (D )
ΔVo=？
ICo
根据Co在DT时间的基本方程：
CVOIODT
VOIODT /C Vo
T D 1-D
Vr
Vin+nVo
Ip
ID-p
Vin
Vds2
Vo
ΔIo=(Vo-2Vd)(1-D)T/L
Buck-Boost电路的输入输出关系：
Vo/Vin =D/(1-D)
10 9 8 7 6
Vo ( D ) 5 4 3 2 1 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 D
三种基本的非隔离开关电源：
D
S Vin
Buck-Boost电路工作原理：
D
S1 Vin
L D S2
Vo
Io S1 S2
T
D
1-D
Vin
UL
根据L的伏秒平衡原则：
IL
Vin*DT=(Vo+2Vd)*(1-D)T
-Vo
Io
Io
Vo=Vin *D/(1-D)-2Vd
Vin
Vds1
根据L在(1-D)T时间的基本方程：
L*ΔIo=(Vo-2Vd)(1- D)T
根据能量守恒：
1 2
LmIp2
Vo2 R
T
Io
Vin VL
Ip
VinDT Lm
Vo RT VinD 2Lm
-nVo -nVo’
反激变换器（Flyback）工作原理：
Vin
n:1
Vo
Io D Lm
Co
Lk
D G
S
Vr=？
IDV(1 o D )T/Lm
IDp
Io ID 1D 2
Ip I D p n
Vin
L
D1
Vo
D2
S
反激型变换器
S
正激型变换器
S2 Vin
L
D1
Vo
S1
D2
桥式变换器
反激变换器（Flyback）工作原理 （电流连续模式）：
Vin
n:1
Vo
Io D Lm
Co
D G
S
T
Vgs
D 1-D
Vds
Vin+nVo Vin
Ip
Im
根据变压器的伏秒平衡：
ID-p ID
V* iD n n TV * (1 o D )T Vo Vin*D
DC/DC模块电源常用的电路形式
开关电源功率电路分析要点
1. 电容的电压不能突变, 电感的电流不能突变 2. 流经电容的电流平均值为零, 电感两端电压的平均值为零 3. 理想变压器电压与匝数成比且同名同极性, 电流与匝数成反比且点进点出 4. 电容恒流充电的公式为 C* UI*T, 电感恒压储能的公式为 L*IU*T 5. 变压器与电感的伏秒积必须平衡
12Cds2Vr12LkI2p
Vr Lk *Ip Cds
Vgs Vds Im ID
T D 1-D
Vr
Vin+nVo
Ip
ID-p
Vin VL
-nVo
Vin Io
反激变换器（Flyback）工作原理：
Vin
n:1
Vo
Io D
R
Lm
Vc
Co
Vc
Lk
D G
S
Ploss=(Vc-Vin)2/R
Vc
Lk
D
RG
Io
n*(1D)
VdV s innVo
Vds Vin
VL
Vin
(1 D)
-nVo
反激变换器（Flyback）工作原理 （电流断续模式）：
Vin
n:1
Vo
Io D Lm
Co
T
Vgs
D 1-D
Vin+nVo
Vds
Vin
D
G
S
Im
根据变压器的伏秒平衡：
ID-p
Vo Vin*D n*(1D)
Vo'Vo
ID
L
Vo
Io
Vo=Vin *D
Vo<Vin, 降压型电路
L
D
Vo
Io
Vin
S
Vo=Vin /(1-D) Vo>Vin, 升压型电路
D
S1 Vin
L D S2
Vo
Io
Vo<Vin, 当D<0.5
Vo=Vin *D/(1-D) Vo>Vin 当D>0.5
升降压型电路
三种基本的隔离开关电源：
Vin
Lm
D
Vo
反激变换器（Flyback）特征总结：
Vin
Np
Lm
Lk G
Vo1 Ns1
Vo2 Ns2
反馈控制
优点：
1. 电路简单。 2. 输入电压范围广。 3. 容易实现多路输出。
缺点：
1. 输出纹波电流大。 2. 输出控制特性非线性。 3. 通常需要辅助的吸收回路。 4. 转换效率较低。
谐振复位正激变换器（Resonant Reset Forward)：
Vin
n:1
Lo
Vo
T
Vgs
D 1-D
Io
Lm
IL
Vin
Vds
Ip Lk
Cr
D
G S
[t0, t1]
Ip Im
t0 t1 t2 t3 t4 t5
IL
ΔIL
Io
ImVinD /LTm
VL
IL (V/in n V)D o/L To IPImnIL
Vin/n-Vo -Vo
谐振复位正激变换器（Resonant Reset Forward)：
Vin
n:1
L
Vo
T
Vgs
D 1-D
Lm
Io IL
V1
Vc
Vin
Vds
Ip Lk
Cr
D
G S
[t1, t2]
Ip Im
t0 t1 t2 t3 t4 t5
IL
ΔIL
Io
V1
Vc
2Ip Im
LLmk
Vin/n-Vo VL
-Vo
谐振复位正激变换器（Resonant Reset Forward)：
Vin
n:1
L
Vo
T
Vgs
D 1-D
Io
Lm
IL
Vin
Vds
Ip Lk
Cr
D
G S
[t4, t5]
Ip Im
t0 t1 t2 t3 t4 t5
IL
ΔIL
Io
根据电感的伏秒平衡：
-Vo
谐振复位正激变换器（Resonant Reset Forward)：
Vin
n:1
L
Vo
T
Vgs
D 1-D
Lm
Io IL
V1
Vc
Vin
Vds
Ip Lk
Cr
D
G S
[t2, t3]
Ip Im
t0 t1 t2 t3 t4 t5
IL
ΔIL
Io
Vc
Vin DT 2 Lm Cr
Vin/n-Vo VL
-Vo
谐振复位正激变换器（Resonant Reset Forward)：
Vin
n:1
L
Vo
T
Vgs
D 1-D
Io
Lm
IL
Vin
Vds
Ip Lk
Cr
D
G S
[t3, t4]
Ip Im
t0 t1 t2 t3 t4 t5
IL
ΔIL
Io
t4t1 LmCr
Vin/n-Vo VL
Lm,Cr的选取原则：
Lm *C r12(1Dma)2 xT2
Io -Io
反激变换器（Flyback）工作原理：
Vin
Np
Lm
Lk G
Vo1 Ns1
Vo2 Ns2
反馈控制
多路输出的反激变换器：
Vo1 Ns1*Vin*D Np*(1D)
Vo2Ns2*Vin*D Np*(1D)
减小交叉调整率的措施：
1. 尽量减少两个绕组之间的漏感。 2. 在辅助输出一路中加入尖峰抑
S
Ploss=(Vc)2/R
反激变换器（Flyback）工作原理：
Vin
n:1
Vo
Vgs
Io D Lm
Co
Vቤተ መጻሕፍቲ ባይዱs
Lk
D
Im
G
S ID
ICo IDpIo/1 (D )
ΔVo=？
ICo
根据Co在DT时间的基本方程：
CVOIODT
VOIODT /C Vo
T D 1-D
Vr
Vin+nVo
Ip
ID-p
Vin
Vds2
Vo
ΔIo=(Vo-2Vd)(1-D)T/L
Buck-Boost电路的输入输出关系：
Vo/Vin =D/(1-D)
10 9 8 7 6
Vo ( D ) 5 4 3 2 1 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 D
三种基本的非隔离开关电源：
D
S Vin
Buck-Boost电路工作原理：
D
S1 Vin
L D S2
Vo
Io S1 S2
T
D
1-D
Vin
UL
根据L的伏秒平衡原则：
IL
Vin*DT=(Vo+2Vd)*(1-D)T
-Vo
Io
Io
Vo=Vin *D/(1-D)-2Vd
Vin
Vds1
根据L在(1-D)T时间的基本方程：
L*ΔIo=(Vo-2Vd)(1- D)T
根据能量守恒：
1 2
LmIp2
Vo2 R
T
Io
Vin VL
Ip
VinDT Lm
Vo RT VinD 2Lm
-nVo -nVo’
反激变换器（Flyback）工作原理：
Vin
n:1
Vo
Io D Lm
Co
Lk
D G
S
Vr=？
IDV(1 o D )T/Lm
IDp
Io ID 1D 2
Ip I D p n
Vin
L
D1
Vo
D2
S
反激型变换器
S
正激型变换器
S2 Vin
L
D1
Vo
S1
D2
桥式变换器
反激变换器（Flyback）工作原理 （电流连续模式）：
Vin
n:1
Vo
Io D Lm
Co
D G
S
T
Vgs
D 1-D
Vds
Vin+nVo Vin
Ip
Im
根据变压器的伏秒平衡：
ID-p ID
V* iD n n TV * (1 o D )T Vo Vin*D
DC/DC模块电源常用的电路形式
开关电源功率电路分析要点
1. 电容的电压不能突变, 电感的电流不能突变 2. 流经电容的电流平均值为零, 电感两端电压的平均值为零 3. 理想变压器电压与匝数成比且同名同极性, 电流与匝数成反比且点进点出 4. 电容恒流充电的公式为 C* UI*T, 电感恒压储能的公式为 L*IU*T 5. 变压器与电感的伏秒积必须平衡
12Cds2Vr12LkI2p
Vr Lk *Ip Cds
Vgs Vds Im ID
T D 1-D
Vr
Vin+nVo
Ip
ID-p
Vin VL
-nVo
Vin Io
反激变换器（Flyback）工作原理：
Vin
n:1
Vo
Io D
R
Lm
Vc
Co
Vc
Lk
D G
S
Ploss=(Vc-Vin)2/R
Vc
Lk
D
RG
Io
n*(1D)
VdV s innVo
Vds Vin
VL
Vin
(1 D)
-nVo
反激变换器（Flyback）工作原理 （电流断续模式）：
Vin
n:1
Vo
Io D Lm
Co
T
Vgs
D 1-D
Vin+nVo
Vds
Vin
D
G
S
Im
根据变压器的伏秒平衡：
ID-p
Vo Vin*D n*(1D)
Vo'Vo
ID
L
Vo
Io
Vo=Vin *D
Vo<Vin, 降压型电路
L
D
Vo
Io
Vin
S
Vo=Vin /(1-D) Vo>Vin, 升压型电路
D
S1 Vin
L D S2
Vo
Io
Vo<Vin, 当D<0.5
Vo=Vin *D/(1-D) Vo>Vin 当D>0.5
升降压型电路
三种基本的隔离开关电源：
Vin
Lm
D
Vo