AC-DC常用拓扑介绍解析
DC-AC逆变器,DC-AC逆变器的基本原理
DC/AC逆变器,DC/AC逆变器的基本原理背景知识：DC/AC逆变技术能够实现直流电能到交流电能的转换，可以从蓄电池、太阳能电池等直流电能变换得到质量较高的、能满足负载对电压和频率要求的交流电能。
DC/AC逆变技术在交流电机的传动、不间断电源(UPS)、变频电源、有源滤波器、电网无功补偿器等许多场合得到了广泛的应用。
DC/AC逆变技术的基本原理是通过半导体功率开关器件(例如SCR,GTO，GTR,IGBT 和功率MOSFET模块等)的开通和关断作用，把直流电能变换成交流电能，因此是一种电能变换装置。
由子是通过半导体功率开关器件的开通和关断来实现电能转换的，因此转换效率比较高。
但转换输出的波形却很差，是含有相当多谐波成分的方波。
而多数应用场合要求逆变器输出的是理想的正弦波，因此如何利用半导体功率开关器件的开通和关断的转换，使逆变器输出正弦波和准正弦波就成了DC/AC逆变器技术发展中的一个主要问题。
基本原理：常用逆变器主电路的基本形式有两种分类方法：按照相数分类，可以分为单相和三相；按照直流侧波形和交流侧波形分类，可以分为电压型逆变器和电流型逆变器。
具体如下：DC/AC逆变器按拓扑结构划分，分为Buck型DC/AC逆变器，Boost型DC/AC逆变器，Buck-Boost型DC/AC逆变器。
1，Buck型DC/AC逆变器Buck型DC/AC逆变器电路基本拓扑如图所示。
采用了两组对称的Buck电路，负载跨接在两个Buck变换器的输出端，并以正弦的方式调节Buck变换器的输出电压，进行DC/AC的变换。
它包括直流供电电源Vm，输出滤波电感L1和L2，功率开关管S1-S4 。
滤波电容C1和C2，续流二极管D1-D4，以及负载电阻R。
通过滑模控制，使输出电容电压V1和V2随参考电压的变化而变化，从而使两个Buck变换器各产生一个有相同直流偏置的正弦波输出电压，并且V1和V2在相位上互差180度。
由于负载跨接在K和代的两端，则DC/AC变换器的输出电压玲为如下式所示的正弦波，图2所示即为逆变器的基本工作原理。
三相交流-直流-交流变流器拓扑与控制的研究
三相交流-直流-交流变流器拓扑与控制的研究三相交流/直流/交流变流器拓扑与控制的研究随着电力系统的发展，对能源的高效利用和可再生能源的广泛应用需求日益增长。
而三相交流/直流/交流（AC/DC/AC）变流器作为电力系统中的重要组成部分，具有将交流电源转换为直流电源，再将直流电源转换为交流电源的功能，因此在电力系统的可靠性和稳定性方面起着关键作用。
在三相交流/直流/交流变流器的研究中，拓扑结构是其中一个重要的研究方向。
目前常见的变流器拓扑结构主要包括单相桥式、全桥式、半桥式、谐振式等。
这些拓扑结构可以根据需要进行灵活组合，以满足各种电力系统的要求。
例如，单相桥式变流器适用于低功率应用，全桥式变流器适用于高功率应用，而谐振式变流器则具有高效率和较低的谐波失真等优点。
除了拓扑结构的研究外，控制策略也是三相交流/直流/交流变流器研究的重要方面。
常见的控制策略包括脉宽调制（PWM）控制、电流控制、电压控制等。
其中，PWM控制是最常用的控制策略之一，通过调节开关器件的开关时间来控制输出电压的大小和频率。
电流控制则是通过调节变流器的输出电流来实现对电力系统的稳定控制。
而电压控制则可以根据电力系统的需要，调节输出电压的大小和频率。
通过对三相交流/直流/交流变流器拓扑与控制的研究，可以实现电力系统的高效运行和可靠性保障。
例如，通过合理选择变流器的拓扑结构，可以提高电力系统的转换效率和降低功率损耗。
同时，通过优化控制策略，可以实现对电力系统的精确控制和稳定运行。
总之，三相交流/直流/交流变流器的拓扑与控制研究是电力系统领域的重要课题。
通过深入研究和不断创新，可以进一步提高电力系统的可靠性、稳定性和高效性，为推动可再生能源的广泛应用和电力系统的可持续发展做出贡献。
六种基本DCDC变换器拓扑结构总结
六种基本DCDC变换器拓扑结构总结DC-DC变换器是一种将一种直流电压转换为另一种直流电压的电子设备。
根据其拓扑结构，可以将DC-DC变换器分为六种基本拓扑结构。
下面将对这六种拓扑结构进行总结。
1. 升压型拓扑结构（Boost Converter）：升压型拓扑结构是将输入电压提升到更高电压的一种拓扑结构。
其基本结构由一个电感、一个开关管、一个二极管和一个输出滤波电容组成。
工作原理为当开关管打开时，电感储存能量；当开关管关闭时，电感释放储存的能量，将电流经过二极管和输出滤波电容供给负载。
2. Buck拓扑结构（降压型拓扑结构）：Buck拓扑结构是将输入电压降低到更低电压的一种拓扑结构。
其基本结构由一个电感、一个开关管和一个输出滤波电容组成。
工作原理为当开关管打开时，电感储存能量；当开关管关闭时，电感释放储存的能量，将电流经过输出滤波电容供给负载。
3. Buck-Boost拓扑结构（降升压型拓扑结构）：Buck-Boost拓扑结构可以实现输入电压的增益和降低。
其基本结构由一个电感、一个开关管和一个输出滤波电容组成。
工作原理为当开关管打开时，电感储存能量；当开关管关闭时，电感释放储存的能量，将电流经过输出滤波电容供给负载。
该拓扑结构可以实现输入电压大于、等于或小于输出电压的转换。
4. 反激型拓扑结构（Flyback Converter）：反激型拓扑结构是一种将输入电压转换为输出电压的一种拓扑结构。
其基本结构由一个变压器、一个开关管和一个输出滤波电容组成。
工作原理为开关管导通时，电能储存在变压器中；开关管关闭时，变压器释放储存的能量，将电流经过输出滤波电容供给负载。
5. 单边反激型拓扑结构（Half-Bridge Converter）：单边反激型拓扑结构也是一种将输入电压转换为输出电压的一种拓扑结构。
其基本结构由两个开关管、一对二极管和一个输出滤波电容组成。
工作原理为开关管交替导通和关闭，将输入直流电压分别连接到变压器的两个输入端，以实现电压的转换。
主电路拓扑结构
在输入输出需要隔离， 或输出电压与输入电压相差很大时需要插入 变压器： 单级逆变器
内高频环逆变器： 采用内高频环节可以在内高频环节采用较高的工 作频率，从而减小变压器和滤波电感、电容的体积
AC/DC： 1）单 相或三相全桥
2）带PFC的高频整流电路 功率因数： V I cos 1 I s1 P PF av s s1 cos 1
S Vs I s Is
取决于：位移因数cos 1
I s1 和谐波含量 I s
二极管整流电路： 位移因数cos1接近1， 但输入电流中谐波分量很大
Is1 I s 较小
晶闸管相控整流： 除输入电流谐波较大外， 位移因数cos1 cos
加入 Boost 电路后，电源 us 不 管处于任何相位，只要开关导 通，交流电源就有电流流过在 电感 Ld 上进行储能，开关关断 后电源us 和电感Ld 中储存的能 量一起通过二极管向滤波电容 充电和负载提供负载电流。只 要控制好开关，可以使电源电 流 is 为正弦且与电源电压 us 同 相位，基本达到单位功率因数 的水平。
AC－DC－AC主电路拓扑结构： 根据电路工作象限的要求进行选择 1 不具有电能反馈能力，如果 负载为电动机会有电能反馈到 中间电容，使电容电压升高。 2 电阻耗能电路，当电容电压升 到一定值，使Vo导通，将反馈能 量消耗在Ro上 3 整流和逆变均为PWM控制的电 压型间接交流变流电路。能量可 双向流动。输入输出电流均为正 弦波，输入功率因数高，且可实 现电动机四象限运行。
· U L · U R
a)整流运行
c)无功补偿运行
PWM整流电路其交、直流侧电压，网侧电流和功率因数均可控， 因此其应用范围极为广阔，该技术可用于高功率因数整流器、静止 无功补偿器（SVC）、有源电力滤波器（APF）等领域。
电源拓扑基础
DC-DC简述
DC-DC包含线性稳压器与开关稳压器， 各自不同的分类，可以适用与不同的场
景
DC-DC电源类型拓扑图
DCDC电源的常用性能指标参数
1.输入电压范围(Vin)
指能够正常工作的最小和 最大输入电压
2.输出电压范围(Vout)
指正常工作能够输出的电 压范围（可调ADJ与固定电压 输 出）
WorkShop
contents
1.电源介绍&AC-DC 2.DC-DC简述 3.非隔离型DC-DC 4.隔离型DC-DC
电源介绍&AC-DC
电源是将其它形式的能转换成电能并向 电路（电子设备）提供电能的装置。
电源大分类
AC-DC电源
AC/DC是开关电源的其中一类。 该 类 电 源 也 称 一 次 电 源 ——AC 是 交 流 ， DC 是 直 流，它，经过高压整流滤波得到一个直流高压，供 DC/DC变换器在输出端获得一个或几个稳定的直 流电压。
线性稳压器Bipolar/CMOS LDO
电容储能开关稳压器 （电荷泵charge pump） 优点：
高效率；体积小； 低静态电流；最低 工作电压更低；低 噪声；低电磁干扰 （几乎没有） ；可 反转电压
缺点： 输出电压最大只为 输入的2倍；带载 能力弱
跨接电容A端通过二极管接Vcc，另一端B端接振幅Vin的PWM方波。当 B点电位为0时，A点电位为Vcc；当B点电位上升至Vin时，因为电容两 端电压不变，此时A点电位上升为Vcc+Vin。所以从图中可知，A点的 电压就是一个PWM方波，最大值是Vcc+Vin，最小值是Vcc。
开关稳压器 Switching Regulator DC-DC（一般由控制芯片， R/C/L/D构成）
DC----AC
DC到AC有四种转换方式，分为四种结构：推挽式拓扑结构、半桥式拓扑结构、全桥式拓扑结构、高频升压逆变电路结构。
原理：利用晶闸管电路把直流电转变成交流电,这种对应于整流的逆向过程,定义为逆变。
方案一：推挽式拓扑结构推挽式逆变电路的拓朴结构如图1.1所示图1.1 推挽式逆变电路优点：推挽电路，将升压变压器的中性插头接于正电源，两只功率管交替工作，输出得到交流电力，由于功率晶体管共地边接，驱动及控制电路简单，另外由于变压器具有一定的漏感，可限制短路电流，因而提高了电路的可靠性。
缺点：是变压器利用率低，带动感性负载的能力较差。
方案二：半桥式拓扑结构半桥式逆变电路的拓朴结构如图1.2 所示：图1.2半桥式逆变电路优点：半桥型逆变电路结构简单，由于两只串联电容的作用，不会产生磁偏或直流分量，非常适合后级带动变压器负载，当该电路工作在工频（50 或者60H Z）时，电容必须选取较大的容量，使电路的成本上升，因此该电路主要用于高频逆变场合。
缺点：交流电压幅值只有Ud/2,并且直流侧需两电容串联，工作时要控制两电压均衡，因此半桥电路常用于几千瓦以下的小功率逆变电源。
方案三：全桥式拓扑结构全桥逆变电路克服了推挽电路的缺点，功率晶体管调节输出脉冲宽度，输出交流电压的有效值即随之改变。
由于该电路具有续流回路，即使对感性负载，输出电压波形也不会畸变。
该缺点是上、下桥臂的功率晶体管不共地，因此必须采用专门驱动电路或采用隔离电源。
另外，为防止上、下桥臂发生共同导通，必须设计先关断后导通电路，即必须设置死区时间，其电路结构较复杂。
方案四：高频升压逆变电路结构推挽电路和全桥电路的输出都必须加升压变压器，由于升压变压器体积大，效率低，价格也较贵，随着电力电子技术和微电子技术的发展，采用高频升压变换技术实现逆变，可实现高功率密度逆变，这种逆变电路的前级升压电路采用推挽结构，但工作频率均在２０ＫＨｚ以上，升压变压器采用高频磁芯材料，因而体积小、重量轻，高频逆变后经过高频变压器变成高频交流电，又经高频整流滤波电路得到高压直流电（一般均在３００Ｖ以上）再通过工频逆变电路实现逆变。
ac-dc基本拓扑及简单工作原理
ac-dc基本拓扑及简单工作原理AC-DC基本拓扑及简单工作原理一、引言AC-DC基本拓扑是电源转换器中常用的一种拓扑结构，它能将交流电转换为直流电，为各种电子设备的正常工作提供稳定的直流电源。
本文将介绍AC-DC基本拓扑的工作原理和特点。
二、AC-DC基本拓扑的分类AC-DC基本拓扑主要包括整流器和滤波器两个部分，常见的拓扑结构有单相半波整流、单相全波整流和三相整流等。
其中，单相半波整流和单相全波整流是比较常见的两种拓扑结构。
三、单相半波整流拓扑1. 工作原理单相半波整流拓扑是将交流电信号通过二极管进行整流，去除负半周的信号，只保留正半周的信号。
其工作原理为：当输入电压为正弦波时，二极管导通，电流从二极管的正向端流向负向端，此时输出电压为正，为输入电压的正半周；当输入电压为负弦波时，二极管截止，输出电压为0。
2. 特点单相半波整流拓扑的特点是简单、成本低廉，但输出电压有较大的脉动，并且只能利用输入电压的一半功率。
四、单相全波整流拓扑1. 工作原理单相全波整流拓扑是通过桥式整流电路将交流电信号进行整流，去除负半周的信号，只保留正半周的信号。
其工作原理为：当输入电压的正半周时，二极管D1和D4导通，电流从D1流向负极，从D4流向正极，输出电压为正；当输入电压的负半周时，二极管D2和D3导通，电流从D2流向负极，从D3流向正极，输出电压为正。
2. 特点单相全波整流拓扑相较于单相半波整流拓扑，输出电压脉动较小，输出功率利用率更高，但相应的成本和复杂度也会增加。
五、三相整流拓扑三相整流拓扑是在三相交流电源输入的基础上，通过整流和滤波，将交流电转换为直流电。
三相整流拓扑能够提供更稳定和高效的直流输出，广泛应用于工业领域。
六、小结AC-DC基本拓扑是电源转换器中常用的一种拓扑结构，通过整流和滤波的方式将交流电转换为直流电。
常见的拓扑结构有单相半波整流、单相全波整流和三相整流等，它们各有特点和适用场景。
在选择AC-DC基本拓扑时，需要根据实际需求和成本效益进行综合考虑。
三电平acdc拓扑结构
三电平acdc拓扑结构
三电平AC-DC拓扑结构是一种用于直流电源变换的拓扑结构，它可以将交流电转换为稳定的直流电。
其基本原理是通过切换器将输入的交流电压转换为三个不同电平的直流电压，然后通过滤波器将其滤波为稳定的直流电。
三电平AC-DC拓扑结构包括三个主要部分：输入端的桥式整
流器、中间电平电容和输出端的DC-DC变换器。
在输入端的桥式整流器中，交流输入电压经过整流器的整流行为，变成带有一定波动的直流电压。
这个直流电压经过中间电平电容来进行稳压，使得电压保持在一个稳定的水平。
而输出端的DC-DC变换器通过切换器的开关行为，将中间电平电容
上的电压转换为输出电压，可以根据需要进行升压或降压。
三电平AC-DC拓扑结构的优点是：
1. 较低的谐波失真：由于拥有三个电平的电压波形，可以降低谐波失真，减少对电网的污染。
2. 高效率：通过DC-DC变换器的设计和控制，可以实现较高
的能量转换效率。
3. 较小的输入电流谐波：拥有较低的谐波失真电压波形，可以减少对电网的干扰，使输入电流更接近正弦波。
4. 较低的电磁干扰：由于谐波失真较低，减少了电磁干扰对其他设备的影响。
然而，三电平AC-DC拓扑结构也存在一些缺点，如较复杂的
控制和调节电路，较高的成本等。
因此，在应用时需要权衡其优势和缺点，并根据具体需求选择合适的拓扑结构。
软开关电路可以分为哪几类？其典型拓扑分别是什么样的？各有什么特点
软开关电路可以分为哪几类？其典型拓扑分别是什么样的？各有什么特点?软开关电路主要可以分为以下几类：1.软开关DC-DC转换器：软开关DC-DC转换器主要用于转换直流电源的电压或电流。
典型的软开关DC-DC转换器拓扑包括LLC谐振转换器、LCC谐振转换器、ZVS（Zero Voltage Switching）和ZCS（Zero Current Switching）转换器等。
这些拓扑结构通过使用适当的电感和电容元件，实现在开关器件开关或关断时零电压或零电流的情况，降低开关器件的损耗并提高效率。
2.软开关AC-DC变换器：软开关AC-DC变换器主要用于将交流电源转换为直流电源。
典型的软开关AC-DC变换器拓扑包括LLC谐振变换器、LCC谐振变换器、全桥谐振变换器等。
这些拓扑通过使用谐振元件实现在开关器件开关或关断时达到零电压或零电流的条件，减少开关器件的损耗，提高变换器的效率。
3.软开关电力逆变器：软开关电力逆变器主要用于将直流电源转换为交流电源。
典型的软开关电力逆变器拓扑包括LLC谐振逆变器、LCC谐振逆变器、全桥谐振逆变器等。
这些拓扑结构通过使用谐振元件实现在开关器件开关或关断时达到零电压或零电流的条件，减少开关器件的损耗，提高逆变器的效率。
4.软开关交流驱动器：软开关交流驱动器主要用于交流电机的速度控制和驱动。
典型的软开关交流驱动器拓扑包括LLC谐振驱动器、LCC谐振驱动器、全桥谐振驱动器等。
这些拓扑结构通过使用谐振元件实现在开关器件开关或关断时达到零电压或零电流的条件，减少开关器件的损耗，提高交流电机的控制精度和效率。
不同软开关电路拓扑的特点如下：•LLC谐振拓扑：具有高效率和低损耗，适用于高功率应用，但拓扑结构复杂，控制较为复杂。
•LCC谐振拓扑：具有高效率和较低损耗，但电感元件的选取较为关键，控制较为复杂。
•全桥谐振拓扑：通过控制开关器件的工作状态和时间，实现零电压或零电流切换，减小开关损耗，适用于高功率和高频率应用。
开关电源的拓扑结构
主回路—开关电源中，功率电流流经的通路。
主回路一般包含了开关电源中的开关器件、储能器件、脉冲变压器、滤波器、输出整流器、等所有功率器件，以及供电输入端和负载端。
开关电源（直流变换器）的类型很多，在研究开发或者维修电源系统时，全面了解开关电源主回路的各种基本类型，以及工作原理，具有极其重要的意义。
开关电源主回路可以分为隔离式与非隔离式两大类型。
1. 非隔离式电路的类型：非隔离——输入端与输出端电气相通，没有隔离。
1.1. 串联式结构串联——在主回路中开关器件（下图中所示的开关三极管T）与输入端、输出端、电感器L、负载RL四者成串联连接的关系。
开关管T交替工作于通/断两种状态，当开关管T导通时，输入端电源通过开关管T及电感器L对负载供电，并同时对电感器L充电，当开关管T关断时，电感器L中的反向电动势使续流二极管D自动导通，电感器L中储存的能量通过续流二极管D形成的回路，对负载R继续供电，从而保证了负载端获得连续的电流。
串联式结构，只能获得低于输入电压的输出电压，因此为降压式变换。
例如buck拓扑型开关电源就是属于串联式的开关电源上图是在图1-1-a电路的基础上，增加了一个整流二极管和一个LC滤波电路。
其中L是储能滤波电感，它的作用是在控制开关K接通期间Ton限制大电流通过，防止输入电压Ui直接加到负载R上，对负载R进行电压冲击，同时对流过电感的电流iL转化成磁能进行能量存储，然后在控制开关T关断期间Toff把磁能转化成电流iL继续向负载R提供能量输出；C是储能滤波电容，它的作用是在控制开关K接通期间Ton把流过储能电感L的部分电流转化成电荷进行存储，然后在控制开关K关断期间Toff把电荷转化成电流继续向负载R提供能量输出；D是整流二极管，主要功能是续流作用，故称它为续流二极管，其作用是在控制开关关断期间Toff，给储能滤波电感L释放能量提供电流通路。
在控制开关关断期间Toff，储能电感L将产生反电动势，流过储能电感L的电流iL由反电动势eL的正极流出，通过负载R，再经过续流二极管D的正极，然后从续流二极管D的负极流出，最后回到反电动势eL的负极。
acdc拓扑种类
acdc拓扑种类ACDC拓扑种类ACDC拓扑是指交流（AC）到直流（DC）的电力转换拓扑结构。
在电力系统中，交流电源通常用于输电和分配电能，而直流电源则用于电子设备和某些特定的工业应用。
ACDC拓扑是将交流电转换为直流电的关键技术，具有广泛的应用领域。
一、全波桥整流拓扑全波桥整流拓扑是ACDC拓扑中最常见的一种。
它由四个二极管和一个负载组成。
交流电源通过一个变压器提供，经过整流桥后，输出的电压变为直流电。
全波桥整流拓扑具有简单、可靠的特点，广泛应用于家用电器和通信设备等领域。
二、半波整流拓扑半波整流拓扑是ACDC拓扑中的另一种常见结构。
它由一个二极管和一个负载组成。
交流电源经过变压器提供，经过二极管后，输出的电压变为直流电。
与全波桥整流拓扑相比，半波整流拓扑只能利用交流电的一半功率，效率较低，应用范围相对较窄。
三、谐振变换器拓扑谐振变换器拓扑是一种高效率的ACDC转换拓扑。
它利用谐振电路的特性，在开关管关闭时，将电感、电容存储的能量传递到输出端，从而实现电能的转换。
谐振变换器拓扑具有高效率、低噪声的特点，广泛应用于电动车充电器、太阳能逆变器等领域。
四、多电平换流器拓扑多电平换流器拓扑是一种高性能的ACDC转换拓扑。
它通过在输出端使用多个电平的电压波形，实现对输出电压的控制。
多电平换流器拓扑具有低谐波、低电磁干扰的特点，适用于高精度的电力供应系统，如电力传输、电动机驱动等领域。
五、开关电源拓扑开关电源拓扑是一种常用的ACDC转换拓扑。
它利用开关管的开关动作，将交流电转换为直流电。
开关电源拓扑具有高效率、稳定性好的特点，广泛应用于计算机、通信设备、工控设备等领域。
六、飞冲波变换器拓扑飞冲波变换器拓扑是一种高频高效的ACDC转换拓扑。
它利用飞冲波电路的特性，在开关管开关时，将电感储存的能量传递到输出端，实现电能的转换。
飞冲波变换器拓扑具有高效率、小体积的特点，适用于移动设备、电动工具等领域。
以上是ACDC拓扑的几种常见种类，每种拓扑都有其适用的领域和特点。
acdc集成电路电源设计
acdc集成电路电源设计AC/DC集成电路电源设计一、引言AC/DC集成电路电源是现代电子设备中不可或缺的部分，它将交流电转换为直流电，为电子设备的正常运行提供稳定可靠的电能。
本文将探讨AC/DC集成电路电源的设计原理、常见的拓扑结构和一些关键技术。
二、设计原理AC/DC集成电路电源的设计主要基于以下原理：整流、滤波、稳压和保护。
首先，交流电经过整流电路将其转换为脉动的直流电，然后通过滤波电路去除直流电中的纹波，得到平稳的直流电。
接下来，稳压电路将直流电的电压稳定在设定的数值，以保证电子设备的正常工作。
最后，保护电路用于监测电源的工作状态，如过载、过压和短路等异常情况，以保护电子设备的安全运行。
三、常见拓扑结构AC/DC集成电路电源的拓扑结构多种多样，常见的有开关电源、线性电源和变换器等。
其中，开关电源是最常用的结构之一，它具有高效率、小体积和广泛的应用范围等优点。
开关电源通过开关器件将输入的交流电转换为高频脉冲信号，再经过整流和滤波电路得到稳定的直流电。
线性电源则通过线性稳压器将输入的交流电转换为稳定的直流电，它简单可靠，但效率较低，主要应用于对电源稳定性要求较高的场合。
变换器则是通过变换电压的方式来实现电源转换，具有高效率和较好的稳压性能。
四、关键技术AC/DC集成电路电源的设计涉及一些关键技术，包括功率因数校正、电磁干扰抑制和温度控制等。
功率因数校正技术用于提高电源的功率因数，减少对电网的干扰。
电磁干扰抑制技术则用于抑制电源产生的电磁辐射，以满足电磁兼容性要求。
温度控制技术用于监测电源工作时的温度，并通过控制风扇或散热器等方式来实现散热，保证电源的稳定性和可靠性。
五、应用领域AC/DC集成电路电源广泛应用于各种电子设备中，如电脑、手机、通信设备、工业自动化设备等。
在这些设备中，电源的质量和稳定性对整个系统的性能和可靠性有着重要影响。
因此，AC/DC集成电路电源的设计和制造水平直接关系到电子设备的性能和品质。
交直交变流器的拓扑结构
交直交变流器的拓扑结构交直交变流器（AC-DC-AC Converter）是一种将交流电转换为直流电，再将直流电转换为交流电的电力转换装置。
其拓扑结构可以分为以下几种：1. 单相桥式整流器（Single-Phase Bridge Rectifier）：该结构由四个二极管组成的桥式整流器，将输入的单相交流电转换为直流电。
该结构简单、成本低廉，适用于小功率应用。
2. 三相桥式整流器（Three-Phase Bridge Rectifier）：该结构由六个二极管组成的桥式整流器，将输入的三相交流电转换为直流电。
相较于单相桥式整流器，三相桥式整流器具有更好的电流平衡性和功率因数。
3. 单相全控桥式整流器（Single-Phase Full-Controlled Bridge Rectifier）：该结构由四个可控硅（thyristor）组成的桥式整流器，可以实现对输入交流电的电压和功率进行精确控制。
适用于需要调节输入电压和功率的应用。
4. 三相全控桥式整流器（Three-Phase Full-Controlled Bridge Rectifier）：该结构由六个可控硅组成的桥式整流器，可以实现对输入交流电的电压和功率进行精确控制。
适用于需要调节输入电压和功率的大功率应用。
5. 逆变器（Inverter）：逆变器是将直流电转换为交流电的装置。
常见的逆变器结构包括单相半桥逆变器、单相全桥逆变器、三相半桥逆变器和三相全桥逆变器等。
逆变器广泛应用于可再生能源发电系统、电动车辆和UPS等领域。
需要注意的是，上述仅为交直交变流器的一些常见拓扑结构，实际应用中还存在其他不同的拓扑结构，如多电平逆变器、谐振逆变器等，具体选择取决于应用需求和性能要求。
熟悉各种常见电源拓扑结构
熟悉各种常见电源拓扑结构在现代科技发展的背景下，电力供应已成为人们生活中不可或缺的一部分。
电源拓扑结构是指电力系统中将电能转换为普遍可用的形式的方式和方法。
了解各种常见的电源拓扑结构对于电力系统的设计和使用至关重要。
1. 直流直流 (DC-DC) 转换器DC-DC转换器的主要功能是将直流电源转换为所需的直流电压。
常见的DC-DC转换器结构包括降压型、升压型和升降压型。
降压型DC-DC转换器降低输入电压以获得所需输出电压，升压型DC-DC转换器提高输入电压以获得所需的输出电压，而升降压型DC-DC转换器则能够将输入电压转换为高于或低于输入电压的输出电压。
2. 交流直流 (AC-DC) 变换器AC-DC变换器将交流电源转换为直流电源。
这种转换器是电力系统中常见的部分，因为大多数电子设备需要直流电源才能正常工作。
最常见的AC-DC变换器是整流器，它将交流电压转换为直流电压。
整流器主要包括单相整流器和三相整流器。
单相整流器适用于家庭和商业领域，而三相整流器常用于工业领域。
3. 直流交流 (DC-AC) 变换器DC-AC变换器用于将直流电源转换为交流电源。
这种转换器在许多应用中都非常重要，例如太阳能系统和逆变器。
太阳能系统中的DC-AC变换器将太阳能电池板产生的直流电能转换为交流电能，以供给电网。
逆变器则将电池或汽车电源等直流电源转换为可供家庭电器使用的交流电源。
4. 交流交流 (AC-AC) 变换器AC-AC变换器是将交流电源从一种形式转换为另一种形式的设备。
这种转换器在电力系统中发挥着重要作用，例如变压器。
变压器可以提高或降低交流电压的大小，并且广泛应用于电力传输、家庭电器和工业设备等领域。
5. 隔离和非隔离拓扑结构电源拓扑结构可以分为隔离和非隔离两种结构。
隔离结构能够提供电气隔离，使输出与输入之间保持安全隔离。
而非隔离结构没有电气隔离，在一些特定应用中可能会造成安全问题。
所以，在设计电源系统时，必须仔细考虑安全需求和隔离要求。
推挽式拓扑结构
推挽式拓扑结构推挽式拓扑结构是一种常见的直流-交流（DC-AC）转换器拓扑结构。
它由两个互补的功率开关组成，一个用于进行输入电压的放大和一个用于进行反相。
推挽式拓扑结构可以实现高效率的电源转换，广泛应用于电子设备中，如电源适配器、医疗设备、家用电器等领域。
推挽式拓扑结构主要由三个部分组成，一个输入电源、一个输出电路和一个驱动电路。
其中输入电源提供电能，输出电路将输入电能转换为所需的形式，驱动电路控制功率开关的开关状态，从而实现电能的传递。
在推挽式拓扑结构中，正半周输入电压为V1，负半周输入电压为V2。
输入电压经过变压器产生反向电压Vp和正向电压Vn, Vp和Vn之间的电压差就是输出电压Vo。
其中，输出电路包括输出滤波电路和负载电路。
输出滤波电路能够消除输出电路中的高频谐波，从而得到干净的输出电压。
在推挽式拓扑结构中，驱动电路的主要作用是控制功率开关的开关状态。
驱动电路通常由信号输入、隔离、电流放大和驱动电路等组成。
其中，驱动电路的隔离部分具有高绝缘性能，能够保护控制电路不受高压电源的损害。
电流放大器部分可以放大输入信号，为下一步控制功率开关的开关状态打下基础。
驱动电路部分可以提供高电平和低电平信号，使功率开关在高电平和低电平之间转换。
在推挽式拓扑结构中，功率开关的主要作用是控制电流和电压的方向。
功率开关包括NPN型晶体管、PNP型晶体管、MOS型晶体管等。
其中，NPN型晶体管通常被用于传导正向电流，而PNP型晶体管则用于传导反向电流。
MOS型晶体管具有优异的电压控制性能，因此被广泛应用于推挽式拓扑结构中。
开关电源常用拓扑
开关电源常用拓扑开关电源（Switching Power Supply）是一种将电能通过开关元件进行频繁开关的方式进行变换，而产生所需输出电压、电流和功率的电源。
开关电源具有高效、轻便、可靠等优点，广泛应用于电子系统中的各种设备和产品之中。
在实际应用中，开关电源可采用多种不同的拓扑结构，下面我们来介绍几种常用的拓扑结构及其特点。
1.降压型开关电源（Buck Converter）降压型开关电源是常见的一种拓扑结构，其基本原理是通过控制开关管的开关时间和开关频率，将高电压稳定地降低为低电压输出。
相比其他拓扑结构，降压型开关电源具有简单、可靠、成本低等优点，适用于电流小于输出电压的应用场合。
2.提升型开关电源（Boost Converter）提升型开关电源适用于输出电压高于输入电压的场合，其基本原理是通过控制开关管的开关时间和开关频率，将低电压升高至稳定的高电压输出。
相比降压型开关电源，提升型开关电源具有输出电压高、输出能力强等优点，但其效率相对较低。
3.反激型开关电源（Flyback Converter）反激型开关电源采用变压器隔离，其基本原理是通过控制开关管的开关时间和开关频率，将输入电压转换为直流输出，适用于输入、输出电压变化幅度较大、输出电流较小的应用场合。
相比其他拓扑结构，反激型开关电源具有简单、成本低等优点。
4.正激型开关电源（Forward Converter）正激型开关电源也采用变压器隔离，其基本原理是通过控制开关管的开关时间和开关频率，将输入电压转换为直流输出，适用于输入输出电压差不大，输出功率大、质量要求高的应用场合。
正激型开关电源的复杂度相对较高，但其效率高、稳定性好。
以上几种开关电源拓扑结构都有各自的特点和优劣，应根据具体的应用场合选择合适的方案。
为了确保开关电源的稳定性和安全性，还需充分考虑元器件的质量、功率、温度、使用寿命等方面。
尽管如此，开关电源的使用范围和影响力在电子行业中逐渐扩大，为现代电子技术发展提供了强有力的支持。
几种常见的开关电源拓扑结构及应用
几种常见的开关电源拓扑结构及应用什么是拓扑呢?所谓电路拓扑就是功率器件和电磁元件在电路中的连接方式，而磁性元件设计，闭环补偿电路设计及其他所有电路元件设计都取决于拓扑。
最基本的拓扑是Buck(降压式)、Boost(升压式)和Buck/Boost(升/降压)，单端反激(隔离反激)，正激、推挽、半桥和全桥变化器。
下面简单介绍一下常用的开关电源拓扑结构。
Buck电路首先我们要讲的就是Buck电路。
Buck电路也成为降压(step-down)变换器。
它的电路图是下面这样的：晶体管，二极管，电感，电容和负载构成了主回路，下方的控制回路一般采用PWM(脉冲宽度调制)芯片控制占空比决定晶体管的通断。
Buck电路的功能是把直流电压Ui转换成直流电压Uo，实现降压目的。
展开剩余88%反激变换器反激式开关电源是指使用反激高频变压器隔离输入输出回路的开关电源，与之对应的有正激式开关电源。
反激(FLY BACK)，具体是指当开关管接通时，输出变压器充当电感，电能转化为磁能，此时输出回路无电流;相反，当开关管关断时，输出变压器释放能量，磁能转化为电能，输出回来中有电流。
反激式开关电源中，输出变压器同时充当储能电感，整个电源体积小、结构简单，所以得到广泛应用。
应用最多的是单端反激式开关电源。
优点：元器件少、电路简单、成本低、体积小，可同时输出多路互相隔离的电压;缺点：开关管承受电压高，输出变压器利用率低，不适合做大功率电源。
Boost电路Boost(升压)电路是最基本的反激变换器。
Boost变换器又称为升压变换器、并联开关电路、三端开关型升压稳压器。
上面的图就是Boost电路图。
Boost电路是一个升压电路，它的输出电压高于输入电压。
Buck/Boost变换器Buck/Boost变换器：也叫做升降压式变换器，是一种输出电压既可低于也可高于输入电压的单管不隔离直流变换器，但它的输出电压的极性与输入电压相反。
Buck/Boost变换器可以看做是Buck变换器和Boost变换器串联而成，合并了开关管。
dc-ac逆变基本电路拓扑结构
dc-ac逆变基本电路拓扑结构题目：DC-AC逆变器的基本电路拓扑结构及其工作原理分析引言：DC-AC逆变器是一种将直流电能转换为交流电能的重要电力电子器件。
它在电压和频率可调的情况下，为许多应用提供了必要的电源。
本文将详细介绍DC-AC逆变器的基本电路拓扑结构和其工作原理，以帮助读者更好地理解其原理和应用。
一、逆变器简介逆变器是一种将直流电压或直流电流转换为交流电压或交流电流的装置。
在各种应用中，逆变器广泛用于太阳能发电系统、无线电与电视广播传输系统以及用于医疗设备、家庭电器和工业自动化等领域。
逆变器的输入与输出可以是单相的或三相的，其中最常见的一种是单相交流逆变器。
二、逆变器的分类根据波形的性质和控制方式，逆变器可以分为多种不同类型。
其中，基础的逆变器类型有：方波逆变器、梯形波逆变器、正弦波逆变器、多级逆变器等。
本文将重点讨论中括号内主题所示的全桥逆变器拓扑结构。
三、全桥逆变器的基本电路拓扑结构全桥逆变器是一种常见的逆变器拓扑结构，其基本电路如下所示：(图一)[图一] 全桥逆变器基本电路拓扑结构全桥逆变器由四个功率开关元件（IGBT、MOSFET等）和一对中心点连接的电容器组成。
其中，功率开关元件被分为上下两对，分别由控制电路控制。
输入直流电压Vin通过滤波电容器C1提供，输出交流电压Vout 则通过滤波电容器C2输出。
全桥逆变器的控制方式可以是PWM脉宽调制技术，其详细控制原理将在后续章节中进行解析。
四、全桥逆变器的工作原理全桥逆变器基于PWM控制技术，其工作原理如下所示：1. 正半周工作原理：(图二)[图二] 全桥逆变器正半周工作原理- 步骤1：输入直流电压Vin经过滤波电容器C1供给电路。
- 步骤2：Q1和Q4导通，Q2和Q3关闭，此时输入电源Vin通过C1的正极流入Q1，再经过Q4的负极流出，形成外接负载。
- 步骤3：当Q1和Q4导通后，外接负载有电压Vout。
- 步骤4：当Q1和Q4导通时间达到PWM脉宽比要求后，控制电路将Q1和Q4关闭。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
DCM/CCM的基本实现思想（1）
• 基本实现思想是峰值电流控制和零电流检测。 • 检测电感电流，与基准相比较，当电流达到正 弦基准电流（为输入电压信号与电压环误差放 大器输出的乘积） 时，产生一个关断MOSFET 信号，随之电感电流下降；当电路检测到电感 电流过零时，产生一个开通MOSEFT信号，从 而保持电感电流始终工作于连续和断续的临界 状态。
DCM/CCM的实际考虑
• 1、峰值检测关断容易引入干扰。为了克服功 率管开通时的电流检测信号噪声，芯片一般带 有Leading Edge Blanking功能，防止超过峰 值电流基准而导致功率管误关断。但是LEB引 入又会带来最小导通时间（1uS以上）的问题。 2、 ZCD的检测通常是通过电感两端电压小于 某个值而实现的，在高压输入（大于280V） 的峰值处，很容易满足该条件，导致开关管关 断后立即导通。引起电感激磁不平衡，电感电 流连续甚至电感饱和，电感峰值电流过大的问 题。
AC-DC常用拓扑介绍
• PFC常用拓扑 • DC/DC主电路常用拓扑
DC-DC主电路常用拓扑
• • • • • • 反激 单正激 双正激拓扑 对称半桥拓扑 推挽拓扑 移相全桥拓扑
反激电路的基本形式
优点：电路简单，不需要滤波电感。容易实现多 路输出。输入电压范围宽。适用于输出电流较小 的场合，比如AC-DC的辅助电源。 缺点：纹波电流较大，需要较大的滤波电容。能 量大部分储存在气隙，功率较大时不适合。
AC-DC常用拓扑介绍
• 欢迎大家批评指正
•
BMP/CP测试室
AC-DC常用拓扑介绍
• PFC常用拓扑 • DC/DC主电路常用拓扑
PFC常用拓扑
• PF=有功功率/视在功率=I1COSΦ/Itotal。 • 单相APFC应用最为广泛的拓扑为 BOOST。 • 主要实现两个功能：1、功率因数的校正 （一般大于90%）；2、在输入电压大范 围变化时（90~264V） ，保持输出母线 的稳定（一般为390V）。 • 我司常用的拓扑为峰值电流型DCM/CCM临 界连续和平均电流型CCM两种。
DCM/CCM的优缺点
• 优点：因为500V以上的快恢复二极管存在反向 恢复，会带来二极管电压应力、MOS开通损耗、 EMC等一系列问题。DCM/CCM使二级管的电流过 零关断，可消除其反向恢复损耗和寄生振荡。 • 主要缺点：电流不连续意味着输入电流脉动大、 电流有效值大，电感、MOS导通损耗增加。变 频控制意味着电感、EMC设计难度加大。
反激电路的基本波形
CCM ： 根 据 伏 秒 积 平 衡 ， 有 Vin*Ton=n*Vo*Toff 。 得 到 ： Vo=Vin*D*/n*（1-D）。 DCM：根据能量关系有Vo2*T/R=1/2*Lm*（Vin*Ton/Lm）2， 可得到： 。
反激电路的实际考虑（1）
1 、能量大部分存储在气隙，应用受到限制，假 设气隙和磁芯中磁通的截面积一样，则： B 2 Le Ae 磁芯中的能量为： Ec 20 r 气隙中的能量为： 20 现有一相对磁导率为2000，气隙长度为1mm,磁路 长度为100mm的反激变压器，可得：
2、需要死负载： 即使CCM的反激电路，在负载很小时也会进入 DCM 模式。从DCM的输出关系式可以看到D与负载有关 系，轻载时R值很大，所以只需要很小的D（此时 如果次级采用二极管整流，则会出现“丢 波” ）。完全空载，R无穷大，磁场能量无泻放 通路，理论上输出也为无穷大。模块炸机。
DCM/CCM的基本实现思想（2）
• MC33368内部控制示意图。
DCM/CCM的基本实现思想（3）
• 由于电压误差放大器的增益带宽为10-20Hz， 远小于输入全波整流电压的频率100Hz，且输 出母线基本稳定，所以电压误差放大器的输出 Ve基本恒定。这样，Ve与输入全波整流电压 Vac相乘所得的电流基准信号Iref就是一个与 Vac 相似的正弦信号。因此电感电流的峰值跟 随Iref即Vac变化，当处于临界状态时，电感电 流的平均值就是一个与Vac 相似的正弦电流。 在交流输入端接入一个差模电感L101，通过 L101和C119将PFC电感的峰值电流滤为平均值， 就可在输入端实现功率因数校正。
气隙存储能量 Eg Lg r 1 2000 20 磁芯存储能量 Ec Le 100 1
Eg
B2 Lg Ae
为了增加传递能量，可以增大气隙，但是气隙的增大，在其它 条件不变的情况下初级励磁电感减小，漏感所占的比例加大， 原边峰值电流增加，漏感损耗和开关应力都大幅提高。
反激电路的实际考虑（2）
平均电流控制CCM的实际考虑
• 1、高温下，二极管的应力会随着反向恢复电 流的增加而急剧增大。测试必须考虑高温带来 的影响。 • 2、输入电压前馈需要二级滤波才到除法器。 在输入电压大范围波动时（比如90~264VAC）， 前馈作用存在滞后效应，PFC母线电压会跟随 输入电压而变化，导致输出跌落或过冲。
平均电流控制的CCM拓扑原理图
平均电流控制的CCM拓扑波形图
平均电流控制CCM的基本实现思想（1）
• 基本实现思想是电压外环、电流内环的双环控制。它 用电流误差放大器替代前面讨论的峰值控制中的电流 比较器，形成电流内环。通过误差放大器，输入电流 的高频分量被平均化处理，平均电流误差信号与锯齿 波比较后形成控制开关通断的PWM信号。 • 电流内环的基准除了输出电压误差放大信号与输入整 流电压信号的乘积以外，还需要除去输入电压全波整 流后的有效值平方。电压前馈的目的是为了提高控制 系统对输入电压变化的动态响应速度，对于宽输入电 压范围和输入波动较大的应用场合很有必要。
平均电流控制CCM的基本实现思想（2）
• 3854的内部控制示意图。
平均电流控制CCM的优缺点
• 优点：1、相应峰值控制而言，输入电流峰值 和有效值小；2、抗干扰的能力强；3、定频控 制。 • 缺点：1、相应峰值电流控制，多了电流内环 的设计。需要在稳定性裕量和PF值之间折中。 • 2、二极管的反向恢复。以前解决该问题有很 多想法和思路，一般都会带来器件增加和控制 复杂。目前，高压快恢复二极管的发展，特别 是SIC工艺的出现，可能会使这一主要缺点自 然得到改善。