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1、開關電源基本原理与结构介紹Boost DC-DC變換器主要架构峰值电流2. Boost (升压)理想传递函数 Boost變換器工作狀態Buck DC-DC變換器主要架构1.Buck (降压)峰值电流理想传递函数 Buck變換器工作狀態Buck變換器工作原理當S關閉時,電流就會順向地流經電感器L,此時在負載上就 會有帶極性的輸出電壓產生,如上面圖2所示,當開關打開時,電 感器L會改變磁場,二級体D則為順向偏壓狀態,因此在電容器C 中就會有電流流過,因此在負載RL上輸出電壓的極性仍是相同 的,一般我們稱此二級体D為飛輪二級体.由于此種轉換動作,使得輸出電源是一种連續而非脈動電流 形式,相對的由于開
2、關S在ON/OFF之間改變,所以輸入電流則為 不連續形式,也就是所謂的脈動電流形式.Buck&Boost DC-DC變換器主要架构电压和电流波形 BuckBoostBUCK-BUST(FLYBACK)變換器n原理圖BUCK-BUST(FLYBACK)變換器n工作狀態BUCK-BUST(FLYBACK)變換器n工作原理當電路中的開關S關閉時,電流就會流經電感L,並將能量儲存 于其中,由于電壓極性的關系,二級体D是在逆向偏壓狀態,此時負 載電阻RL上就沒有電壓輸出.當開關S打開時,由于磁場的消失,電感L呈逆向極性,二級体D 為順向偏壓,環路中則有Ic感應電流產生,因此負載RL上的輸出電 壓极性正好
3、和輸入電壓极性相反,由于開關ON/OFF的作用,使得電 感器的電流交替地在輸入与輸出間,連續不斷的改變其方向,不過 這二者電流都是屬于脈動電流形式. 所以該變換器電路中,當開關是在導通周期時,能量是儲存在 電感器裏,反之,當開關是在打開周期時能量會轉移至負載上.Isolated Flyback DC-DC變換器拓補4. 反激式 理想的传递函数峰值电流Isolated Flyback 工作原理當電晶體Q1導通時,變壓器的初級繞組漸漸會有初級電流流 過,並將能量儲存与其中,由于變壓器扼流圈的輸入与輸出繞組,其 極性是相反的,因此二級体被逆向偏壓,此時沒有能量轉移至負載, 當電晶體不導通時,由于磁場
4、的消失導致繞組的極性反向,此時二 級体D會被導通,輸出電容器C會被充電,負載RL上有IL的電流流過. 由于此種隔离元件的動作就象是變壓器与扼流圈,因此在反擊 式轉換器輸出部分,就不需要額外的電感器了,但是在實際應用中, 為了抑制高頻的轉換電訊波尖,還是會在整流器与輸出電容之間加 裝小型電感器.电压及电流波形FlybackFlyback DC-DC變換器拓補基本電路nBUCK 變換器基本電路在此電路中將開關S用零電流諧振開關代替后,就构 成了下圖的零電流開關諧振Buck變換電路.半橋式轉換器介紹n雙輸入電壓半橋式轉換器二个主要优點,第一点就是它能在數放交流电压115V或230Vac的工作情 况下
5、,不需使用到高压晶体管.第二点就是我们只需使用到簡單的方法就能 来平衡每一轉換晶体管的伏特-秒(volt-senconds)区间,而功率變压器不需 有間隙且不需使用到价格高的对称修正電路, 雙輸入電壓半橋式轉換器在半橋式轉換器結構中,功率變壓器有一端點連接到由串聯電 容器C1與C2所産生的浮點電壓值端點,其浮點電壓值爲Vin/2,所以 在標準的輸入電壓下,其值爲160Vdc.變壓器的另一端點則經由串 聯電容器C3連接到Q1的射極與Q2的集極接頭處,當Q1電晶體ON時, 此處變壓器端點會産生正的160V電壓脈波,當Q1電晶體OFF,Q2電晶 體ON時,變壓器的初級圈會極性反轉,因此,會産生負的1
6、60V電壓脈 波,在這Q1與Q2電晶體ON-OFF動作中,其産生的峰對方波電壓值爲 320V,經由變器轉換降低爲次級電壓,再經過整流,濾波而得到直流 輸出電壓.工作原理RCC(Ringing choke converter)電路nRCC電路的工作原理 以DPS-180KB-1 D 的STANDBY電路為例如圖所示,Q902的控制极(G极)由R914AR914C得到啟 動電壓后,Q902開始導通,電流經過T901的8,10腳,Q902的 漏源极和R906到地,同時T901開始儲能,R906的電壓也同時 升高,當R906的電壓達到一定值的時候,Q901導通,使得 Q902的G极電壓拉低,Q902截止.在Q902截止的期間內,由開 關變壓器T901向負載提供能量,在T901次級繞組的電流經 過LC濾波后得到直流輸出.當Q901由導通變為截止時,Q902 再次導通,如此反复的循環,形成自激振蕩. RCC電路舉例THE END
