开关电源主回路拓扑结构概述_电源技术概要四8[1].21
开关电源拓扑结构详解

开关电源拓扑结构详解主回路——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。
开关电源拓扑结构

开关电源拓扑结构回顾Lloyd H·Dixon Jr前言本文回顾了在开关电源中常用的三种基本电路系列即降压变换电路、升压变换电路和反激(或升降压)电路的特性,这三种电路均可以工作于电感断流或续流模式下。
工作方式的选择对整体电路特性有很大的影响。
所使用的控制方式也能有助于减少与拓扑和工作模式相关的问题。
三种以恒频率工作的控制方法包括:直接占空比控制、电压前馈、和电流模式(双环)控制。
本文还论述了三个基本电路的一些扩展,以及每种拓扑、工作模式、组合控制方法的相对优点。
一、三种基本拓扑结构:三种基本的拓扑结构降压式,升压式,反激式如图1所示。
串联式变换器(CUK)是反激式拓扑的倒置(不宜翻译为逆变,因其意思为DC-AC的变换),不作论述。
这三种不同的开关电路使用了三种相同的元件:电感,晶体管(晶体管包括三极管及MOSFET)和二极管,但是使用了不同的安放方式,(输出电容是滤波元件,不是开关电路的一部分)。
理论上,还有另外三种由这三种元件组成的T型结构的电路,但这三种是前面三种电路的简单镜像和在相反方向的耦合能量。
有一条在任何运行模式和控制方式下都适用于上述三种电路拓扑的原则:在稳态运行下,在每个开关周期内,电感两端的平均电压必须为零,否则平均感应电流将会改变,违反稳态前提。
三种基本电路系列的每一个在输入和输出电压、电流、占空比之间都有一个确定的关系。
例如:降压调整器的功能是使输出电压V0小于输入电压Vin,并和它Vin 有相同的极性。
升压电路的作用是使V大于Vin,并且有相同的极性。
反激拓扑电路的作用是使V0既可大于也可小于Vin,但是两者极性相反。
二、断流工作模式:在电感电流断续方式下,或者说“断流模式”下,降压、升压和反激电路的动作方式是相似的,电感电流在每个开关周期的最后部分期间为零(因此不连续)。
在每个周期的开始部分,感应电流从零增加,从输入端得到储存能量。
在周期的第二部分,所有储存的能量通过负载泄放,从输入端汲取能量到输出端。
开关电源拓扑结构

开关电源拓扑结构开关电源拓扑结构一、定义:开关电源拓扑结构,也称为直流-直流转换器,通常采用小尺寸和轻质的结构,可以将低压或中压的电源转换成更高的直流电压或功率。
它具有体积小、重量轻、效率高、失真小等优点,在日常生活中被广泛应用。
二、组成:开关电源拓扑结构的基本构成包括:输入电路、开关模块、驱动电路、高压变换器、低压变换器、散热器、比较器、控制单元和数显仪等。
1.输入电路:采用有趣磁型滤波电路,具有较好的抗干扰能力,能够有效抑制工频信号,为开关模块提供稳定的电源。
2.开关模块:采用开关变换方式,它是实现输入电压转换成输出电压的基本组件。
3.驱动电路:开关模块的正常工作需要依赖于良好的驱动电路,它的信号周期必须严格控制,以实现电压和功率的平稳转换。
4.高压变换器:变换器的核心部分,也是实现电压转换的重要组件,通常采用电感和电容的加减容组合,以实现输入和输出电压的高效转换。
5.低压变换器:主要配合高压变换器,通过其核心部分电容,对输出电压进行必要的补偿,实现输出电压的平稳变换,保证输出电压的平稳性。
6.散热器:散热器的作用是控制过程中的温度,以防止开关模块过热,发生负载非线性等不良现象。
7.比较器:根据负责负荷管理的外部参数,通过比较器对外围负载信号进行实时修正,以实现轻负荷和小信号振荡的功率幅度调节。
8.控制单元:负责实时调整驱动电路和散热器的信号,以保证正常的电源、散热和负载控制。
9.数字显示仪:它通常是比较器的表示,而数字显示仪则是总结比较器的信息的必要工具,以便调节者实时了解相关信息。
三、优势和应用1.优势:开关电源拓扑结构体积小、重量轻、抗干扰性好、效率高,具有波形失真小、可靠性好、节能效率高、温度补偿能力强等优点。
2.应用:开关电源拓扑结构宽泛地用于医疗设备,汽车、航空航天、工厂自动化设备等场景,得到了越来越多的认可与应用,预计将会在未来领域发挥重要作用。
最新开关电源拓扑结构概述

开关电源拓扑结构概述主回路——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史与非隔离式两大类型。
一、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、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。
2、并联式结构并联——在主回路中,相对于输入端而言,开关器件(下图中所示的开关三极管T)与输出端负载成并联连接的关系。
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对电感器L充电,同时续流二极管D关断,负载R靠电容器存储的电能供电;当开关管T关断时,续流二极管D 导通,输入端电源电压与电感器L中的自感电动势正向叠加后,通过续流二极管D对负载R供电,并同时对电容器C充电。
由此可见,并联式结构中,可以获得高于输入电压的输出电压,因此为升压式变换。
并且为了获得连续的负载电流,并联结构比串联结果对输出滤波电容C的容量有更高的要求。
3、极性反转型变换器结构极性反转——输出电压与输入电压的极性相反。
电路的基本结构特征是:在主回路中,相对于输入端而言,电感器L与负载成并联。
开关管T交替工作于通/断两种状态,工作过程与并联式结构相似,当开关管T导通时,输入端电源通过开关管T对电感器L充电,同时续流二极管D关断,负载RL 靠电容器存储的电能供电;当开关管T关断时,续流二极管D导通,电感器L中的自感电动势通过续流二极管D对负载RL供电,并同时对电容器C充电;由于续流二极管D的反向极性,使输出端获得相反极性的电压输出。
开关电源拓扑结构全解

开关电源拓扑结构全解!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。
开关电源的拓扑结构,常见拓扑大约有14种,每种都有自身的特点和适用场合。
选择原则是要看是大功率还是小功率,高压输出还是低压输出,以及是否要求器件尽量少等。
因此,要恰当选择拓扑,熟悉各种不同拓扑的优缺点及适用范围是非常重要的。
错误的选择会使电源设计一开始就注定失败。
下面为大家整理汇总了开关电源20种基本拓扑,帮助系统掌握每种电路结构的工作原理与基本特性。
一、20种开关电源拓扑对比常见的基本拓扑结构:■Buck 降压■Boost 升压■Buck-Boost 降压-升压■Flyback 反激■Forward 正激■Two-Transistor Forward 双晶体管正激■Push-Pull 推挽■Half Bridge 半桥■Full Bridge 全桥■SEPIC■C’uk二、基本的脉冲宽度调制波形这些拓扑结构都与开关式电路有关,基本的脉冲宽度调制波形定义如下:三、Buck降压特点:■把输入降至一个较低的电压■可能是最简单的电路■电感/电容滤波器滤平开关后的方波■输出总是小于或等于输入■输入电流不连续(斩波)■输出电流平滑四、Boost升压特点:■把输入升至一个较高的电压■与降压一样,但重新安排了电感、开关和二极管■输出总是比大于或等于输入(忽略二极管的正向压降)■输入电流平滑■输出电流不连续(斩波)五、Buck-Boost降压-升压特点:■电感、开关和二极管的另一种安排方法■结合了降压和升压电路的缺点■输入电流不连续(斩波)■输出电流也不连续(斩波)■输出总是与输入反向(注意电容的极性),但是幅度可以小于或大于输入■“反激”变换器实际是降压-升压电路隔离(变压器耦合)形式。
开关电源常用拓扑结构图文解释

开关电源常用拓扑结构图文解释第一篇:开关电源常用拓扑结构图文解释开关电源常用拓扑结构开关变换器的拓扑结构是指能用于转换、控制和调节输入电压的功率开关器件和储能器件的不同配置。
开关变换器的拓扑结构可以分为两种基本类型:非隔离型和隔离型。
变换器拓扑结构是根据系统造价、性能指标和输入/输出负载特性等因素选定。
1、非隔离型开关变换器一,Buck变换器,也称降压变换器,其输入和输出电压极性相同,输出电压总小于输入电压,数量关系为:其中Uo为输出电压,Ui为输入电压,ton为开关管一周期内的导通时间,T为开关管的导通周期。
降压变换器的电路模式如图2所示。
工作原理是:在开关管VT导通时,输入电源通过L平波和C滤波后向负载端提供电流;当VT关断后,L通过二极管续流,保持负载电流连续。
二,Boost变换器,也称升压变换器,其输入和输出电压极性相同,输出电压总大于输入电压,数量关系为:。
升压变换器的电路模式如图3所示。
工作原理是:在VT导通时,电流通过L平波,输入电源对L充电。
当VT关断时,电感L及电源向负载放电,输出电压将是输入电压加上输入电源电压,因而有升压作用。
三,Buck-Boost变换器,也称升降压变换器,其输入输出电压极性相反,既可升压又可降压,数量关系为:。
升降压变换器的电路模式如图4所示。
工作原理是:在开关管VT导通时,电流流过电感L,L储存能量。
在VT关断时,电感向负载放电,同时向电容充电。
四,Cuk变换器,也称串联变换器,其输入输出电压极性相反,既可升压又可降压,数量关系为:。
Cuk变换器的电路模式如图5所示。
工作原理是:在开关管VT 导通时,二极管VD反偏截止,这时电感L1储能;C1的放电电流使L2储能,并向负载供电。
在VT关断时,VD正偏导通,这时输入电源和L1向C1充电;同时L2的释能电流将维持负载电流。
2、隔离型开关电源变换器一,推挽型变换器,其变换电路模型如图6所示。
工作过程为:VT1和VT2轮流导通,这样将在二次侧产生交变的脉动电流,经过VD1和VD2全波整流转换为直流信号,再经L、C滤波,送给负载。
开关电源拓扑结构全解

低压MOS的应用
c.Half –bridge
半桥应用中,一般MOS的选用30-50V,电流根据功率大小最大不会超 过10A.它用到最多的是N+P沟道的SO-8,也有用单独的N,P沟道的管子 作桥壁。
低压MOS的应用
d.full-bridge
全桥应用与半桥差不多,一般MOS的选用30-50V,电流根据功率大小 最大不会超过10A.它用到最多的是N+P沟道的SO-8,也有用单独的N,P 沟道的管子作桥壁。
低压MOS的应用
• 在电动车控制器和电机控制的应用
Hale Waihona Puke • 在电动车控制器里面,实际就是马达调速电路。由六个MOS组成的桥 式电路。通过控制直流输入电压幅值,来控制电机输入方波幅值调整 转速。一般有无刷和有刷两种电机,但不影响MOS的选用。现在用到 的MOS的规格有两种60V/60A,75V/75A(aos-AOT428),根据最大输入 电压36V,48V考虑使用这两个MOS.
低压MOS的应用
• 在AC-DC拓补中应用 a.Flyback
反激电路在150W以下的AC-DC的电源中应用最广,在电脑 等产品中都会用到。他主要用的是600-800V的高压MOS,但也在一些 效率要求高的产品中需要用同步整流,在输出电压小于24V次级采用 100V的MOS整流输出Rds要小,电流要大于10倍输出电流。在大屏 的LCD-TV,大功率100W以上的adaptor就会使用。
Power IC
• AOZ1014
• AOZ1014内置集成了MOS,外加续流管。基本的BUCK应用,它的输 入4.5V-16V,输出电压可调,最低可调到0.8V输出,电流达到5A.可以用 在大屏LCD-TV,portable-TV等。
开关电源拓扑结构

开关电源拓扑结构开关电源拓扑结构是一种简单易用且节能的电源技术,它提供了多种功率输出,能够为机房电路供电,是保护现代微电子设备免受电压暴力性及精度偏差的有效方法。
开关电源拓扑结构以适当的过热保护、过压保护、欠压保护等等被认为是最先进的电源技术,在家用电器行业中被广泛使用。
开关电源拓扑结构是一种典型的半导体电源技术,包括各种功率开关电源,如栅极型、半导体功率放大模组等。
它以满足各种电源应用需求而被广泛使用,尤其是在电源负载变化范围很大的情况下。
开关电源拓扑结构把半导体器件用于调节电源稳定性,控制电流流向,从而实现了解耦和功能,从而可以满足各种电源的使用要求。
此外,它也具有低故障率、高电源效率和可靠性等特点。
开关电源拓扑结构的主要组成部分有输入电源,调节器,开关器件,变压器,滤波电路和安全保护元件等。
输入电源是根据其所需电源类型进行选择,可以是直流电源、交流电源或恒压电源等;调节器是用来调整电源稳定性的关键部件,它根据电源需求改变开关器件的开关转换频率;开关器件包括MOSFET,IGBT等,它们用于控制电流的方向和发生磁场;变压器是用来提供功率等级的关键元件;过滤电路用于过滤掉来自电源产生的噪声;安全保护电路用于保护电源不被损坏,比如过热保护、过压保护、欠压保护等。
开关电源拓扑结构的优势在于它的简单易用且节能,可以有效的管理电源的传输效率,它具有较低的故障率,高效率和节能等优势。
此外,它在保护现代微电子设备免受电压暴力性及精度偏差时也是很有效的方法。
在家用电器行业中,开关电源拓扑结构被广泛应用。
它可以满足家用电器对安全、精度、可靠性等要求,可以满足家用电器设备运行多个功能的需求。
此外,它可以使家用电器设备具有节能,高效率和高可靠性等特点。
总之,开关电源拓扑结构应用于机房供电,能够满足机房各种电源应用需求,对家用电器设备,能够满足节能、高效率和高可靠性的要求。
开关电源拓扑结构把半导体器件用于调节电源稳定性,控制电流,从而为现代微电子设备提供了可靠的电源保护。
开关电源的基本拓扑结构

开关电源基本拓扑
10
电感电流临界连续(TM)
Io
1 2 iLf
max
iLf
max
Vin Vo Lf
DyTs
(1.14) (1.15)
若用IoG表示临界电流连续的负载电流, then
I oG
Io
1 2
I Lf
max
I oG
Vin Vout 2Lf fs
Dy
(1.16)
开关电源基本拓扑
11
Vin = constant (输入电压恒定)
Vout Lf
Ton
Vin
Vout Lf
Ts Dy
(1.10)
iLf
Vout Lf
Toff
Vout Lf
Ts D
where
D
T' off
Ts
(1 Dy )
Vout Dy Vin Dy D
Io
1 Ts
I Lf max 2
(Ton
T' off
)
1 2 I Lf max(Dy D)
(1.11) (1.12) (1.13)
开关电源基本拓扑
32
From (1.2 ) & (1.4)
Vout Vin
Dy
(1.6)
I0
I Lf
m in
I Lf 2
max
(1.7)
Q 1 iLf Ts 22 2
Vo
Q Cf
(1 Dy )Vo
8Lf C f
f
2 s
(1.8)
开关电源基本拓扑
8
Fig 1.3
开关电源基本拓扑
电流断续时的工作模式 (DCM)
开关电源拓扑结构详解

开关电源拓扑结构详解一、开关电源拓扑结构是什么呢?同学们,咱们今天来唠唠开关电源拓扑结构。
这就好比是盖房子的框架一样,是开关电源的一个很重要的基础部分。
开关电源拓扑结构啊,就是说电源内部各个元件之间的连接方式和电路的布局形式。
1、线性电源和开关电源的小对比咱们先来说说线性电源。
线性电源就像是那种稳稳当当走路的人,它的工作原理相对简单。
它是通过调整晶体管的导通程度来控制输出电压的。
但是呢,它有个缺点,就是效率比较低,就像一个干活慢吞吞的小蜗牛。
再看开关电源,这可就不一样啦。
开关电源像是一个灵活的小猴子,它是通过周期性地导通和关断开关管来实现电能转换的。
这样做的好处就是效率高很多。
2、常见的开关电源拓扑结构(1)降压型(Buck)拓扑结构这种结构啊,简单来说就是把高电压变成低电压。
就好像是把一桶满满的水,通过一个小口子慢慢流到一个小桶里,把水压降低了。
它的电路里有电感、电容这些元件。
电感就像是一个能量储存器,电容呢,就像是一个稳定电压的小卫士。
在这个结构里,当开关管导通的时候,输入电压就给电感充电,同时给负载供电。
当开关管关断的时候呢,电感就会释放能量,继续给负载供电。
(2)升压型(Boost)拓扑结构和降压型相反,升压型拓扑结构是把低电压变成高电压。
这就像是把一个小水坑里的水,用一个小水泵抽到一个大水缸里,让水位升高了。
在这个电路里,当开关管导通的时候,电感充电,电容给负载供电。
当开关管关断的时候,电感和输入电压一起给电容充电,从而提高输出电压。
(3)升降压型(Buck - Boost)拓扑结构这种拓扑结构可就厉害了,它既能降压又能升压。
就像是一个多功能的小工具,不管是高电压还是低电压,它都能处理。
它的工作原理结合了降压型和升压型的特点,通过不同的电路状态转换来实现电压的升降。
(4)反激式(Flyback)拓扑结构这个结构稍微复杂一点。
它是利用变压器的初级和次级绕组之间的电磁感应来实现电能转换的。
开关电源拓扑结构详述

Vout =
1
Vin
Vin
Buck-Boost 降压-升压
Vout Load 负载 (R)
Another arrangement of the inductor, switch and diode. 电感、开关和二极管的另一种安排方法。 Combines negative characteristics of both the buck and the boost. 结合了降压和升压电路的缺点。 – Input current is discontinuous (chopped). 输入电流不连续 (斩波)。 – Output current is also discontinuous (chopped). 输出电流也不连续 (斩波)。 Output is always inverted from the input (note capacitor polarity), but can be of less or greater magnitude. 输出总是与输入反向 (注意电容的极性),但是幅度可以小于或大于输入。 The “flyback” converter is actually an isolated (transformer coupled) version of the buck-boost. “反激”变换器实际是降压-升压电路隔离(变压器耦合)形式。
Vin
Two-Transistor Forward 双晶体管正激
Vout Load (R)
负载
Vout =
D n
Vin
The two switches operate simultaneously. 两个开关同时工作。 When they turn off, the energy stored in the transformer reverses the polarity of the primary, causing the diodes to conduct. 开关断开时,存储在变压器中的能量使初级的极性反向,使二极管导通。 Major advantages: 主要优点: – The voltage on each switch never exceeds the input voltage. 每个开关上的电压永远不会超过输入电压。 – No reset winding is needed. 无需对绕组磁道复位。
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开关电源主回路拓扑结构概述_电源技术概要㈣
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史与非隔离式两大类型。
一、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、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。
2、并联式结构
并联——在主回路中,相对于输入端而言,开关器件(下图中所示的开关三极管T)与输出端负载成并联连接的关系。
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对电感器L充电,同时续流二极管D关断,负载R靠电容器存储的电能供电;当开关管T关断时,续流二极管D导通,输入端电源电压与电感器L中的自感电动势正向叠加后,通过续流二极管D对负载R供电,并同时对电容器C充电。
由此可见,并联式结构中,可以获得高于输入电压的输出电压,因此为升压式变换。
并且为了获得连续的负载电流,并联结构比串联结果对输出滤波电容C的容量有更高的要求。
3、极性反转型变换器结构
极性反转——输出电压与输入电压的极性相反。
电路的基本结构特征是:在主回路中,相对于输入端而言,电感器L与负载成并联。
开关管T交替工作于通/断两种状态,工作过程与并联式结构相似,当开关管T导通时,输入端电源通过开关管T对电感器L充电,同时续流二极管D关断,负载RL靠电容器存储的电能供电;当开关管T关断时,续流二极管D导通,电感器L中的自感电动势通过续流二极管D对负载RL供电,并同时对电容器C充电;由于续流二极管D的反向极性,使输出端获得相反极性的电压输出。
二、隔离式电路的类型:
隔离——输入端与输出端电气不相通,通过脉冲变压器的磁偶合方式传递能量,输入输出完全电气隔离。
1、单端正激式
单端——通过一只开关器件单向驱动脉冲变压器;
正激——脉冲变压器的原/付边相位关系,确保在开关管导通,驱动脉冲变压器原边时,变压器付边同时对负载供电。
该电路的最大问题是:开关管T交替工作于通/断两种状态,当开关管关断时,脉冲变压器处于“空载”状态,其中储存的磁能将被积累到下一个周期,直至电感器饱和,使开关器件烧毁。
图中的D3与N3构成的磁通复位电路,提供了泄放多余磁能的渠道。
2、单端反激式
反激式电路与正激式电路相反,脉冲变压器的原/付边相位关系,确保当开关管导通,驱动脉冲变压器原边时,变压器付边不对负载供电,即原/付边交错通断。
脉冲变压器磁能被积累的问题容易解决,但是,由于变压器存在漏感,将在原边形成电压尖峰,可能击穿开关器件,需要设置电压钳位电路予以保护D3、N3构成的回路。
从电路原理图上看,反激式与正激式很相象,表面上只是变压器同名端的区别,但电路的工作方式不同,D3、N3的作用也不同。
3、推挽(变压器中心抽头)式
这种电路结构的特点是:对称性结构,脉冲变压器原边是两个对称线圈,两只开关管接成对称关系,轮流通断,工作过程类似于线性放大电路中的乙类推挽功率放大器。
主要优点:高频变压器磁芯利用率高(与单端电路相比)、电源电压利用率高(与后面要叙述的半桥电路相比)、输出功率大、两管基极均为低电平,驱动电路简单。
主要缺点:变压器绕组利用率低、对开关管的耐压要求比较高(至少是电源电压的两倍)。
4、全桥式
这种电路结构的特点是:由四只相同的开关管接成电桥结构驱动脉冲变压器原边。
图中T1、T4为一对,由同一组信号驱动,同时导通/关端;T2、T3为另一对,由另一组信号驱动,同时导通/关端。
两对开关管轮流通/断,在变压器原边线圈中形成正/负交变的脉冲电流。
主要优点:与推挽结构相比,原边绕组减少了一半,开关管耐压降低一半。
主要缺点:使用的开关管数量多,且要求参数一致性好,驱动电路复杂,实现同步比较困难。
这种电路结构通常使用在1KW以上超大功率开关电源电路中。
5、半桥式
电路的结构类似于全桥式,只是把其中的两只开关管(T3、T4)换成了两只等值大电容C1、C2。
主要优点:具有一定的抗不平衡能力,对电路对称性要求不很严格;适应的功率范围较大,从几十瓦到千瓦都可以;开关管耐压要求较低;电路成本比全桥电路低等。
这种电路常常被用于各种非稳压输出的DC变换器,如电子荧光灯驱动电路中。