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【48812】开关电源根本电路及原理介绍
时间:2024-05-12 小九足球直播

  五、Zeta改换器:有两个电感和耦合电容的单管不阻隔直流改换器,输出电压极性和输入电压相同。Zeta改换器可看做是Buck/Boost改换器和Buck改换器串联而成,兼并了开关管。

  Zeta改换器是电感输出,所以输出电流脉动很小,开关管Q也为PWM操控办法。

  开关管Q也为PWM操控办法。Cuk改换器也有CCM和DCM两种作业办法,但不是指电感电流,而是指流过二极管的电流接连或断续。在一个开关周期中开关管Q的截止时刻(1-Dy)Ts内,若二极管电流总是大于零,则为电流接连;若二极管电流在一段时刻内为零,则为电流断续作业;若二极管电流在t=Ts时刚降为零,则为临界接连作业办法。

  1.电子器件抱负:电子开关管Q和D的导通和关断时刻为零,通态电压为零,断态漏电流为零

  4.在一个开关周期内,输出电压有很小的纹波,但能够为根本坚持不变,其值为Vo

  Cuk改换器中两电感电流添加率和下降率仅与Vin、Vo和本身电感巨细有关。电感确认后,两电流添加率只由Vin巨细决议,分别为Vin/L1和Vin/L2;下降率只与Vo有关,分别为Vo/L1和Vo/L2。

  假如两电感L1和L2绕在同一铁芯上,则两个电感相互耦合,除自感外还有互感M,通常用耦合系数k来表明耦合程度:

  剖析时假定耦合电容C1容量很大,改换器在稳态作业时C1的电压根本坚持稳定。

  六、Sepic改换器:有两个电感和耦合电容的单管不阻隔直流改换器,输出电压极性和输入电压相同。Sepic改换器可看做是Boost改换器和Buck/Boost改换器串联而成,兼并了开关管。

  由于这种改换器的输出电流和电感电流不同,故二者的鸿沟不相同,输出电流Io的鸿沟线在电感电流的下方,由于Io仅仅电感电流的一部分。

  四、Cuk改换器:美国加州理工学院Slobodan Cuk提出的对Buck/Boost改善的单管不阻隔直流改换器,在输入输出端均有电感,能够明显减小输入和输出电流的脉动,同样是输出电压的极性与输入电压相反,同样是输出电压既可低于也可高于输入电压。Cuk改换器可看做是Boost改换器和Buck改换器串联而成,兼并了开关管。

  Sepic改换器是电感输入,所以输入电流脉动很小,开关管Q也为PWM操控办法。

  剖析时假定耦合电容C1容量很大,改换器在稳态作业时C1的电压根本坚持稳定。

  二、Boost改换器:也称升压式改换器,是一种输出电压高于输入电压的单管不阻隔直流改换器。

  开关管Q也为PWM操控办法,但最大占空比Dy有必要约束,不允许在Dy=1的状态下作业。电感Lf在输入侧,称为升压电感。Boost改换器也有CCM和DCM两种作业办法。

  Q导通时为电感Lf储能阶段,此刻电源不向负载供给能量,负载靠储于电容Cf的能量坚持作业;Q关断时,电源和电感共同向负载供电,此刻还给电容Cf充电。改换器有必要接负载,否则会因能量不断送到负载端而使Vo不断升高而损坏。

  电感Lf用于储能和转化能量,Q导通时电感Lf储能,负载由电容Cf供电;Q关断时,电感向负载供电。

  由图可见,在Vo=const时,假如Dy0.5,即VoVin,改换器很简略进入电感电流断续区。

  图中虚线为电感电流临界接连的鸿沟,右上方为电流接连区,左下为电流断续区。

  在电感电流临界接连时,若加大负载,则进入电流接连作业区;减小负载,则进入电流断续区。

  若负载不变,减小输入电压Vin,为使Vo不变,应加大Dy,也进入电流接连区。

  输入电压Vin不变,输出电压Vo改变,常用作电动机速度操控或充电器对蓄电池的恒流充电

  抱负情况下,在电流断续区输出电压仅由占空比Dy确认。实践电路中,因元器件的非抱负化,在电感电流的接连区,Buck改换器的外特性也是下降的,即Io加大,Vo下降。为坚持Vo不变,在Io添加时,要恰当加大占空比Dy。

  Cuk改换器中有两个电感,这两个电感之间能够没有耦合,也能够有耦合,耦合电感可进一步减小电流脉动量。

  剖析时添加一个假定:耦合电容C1容量很大,改换器在稳态作业时C1的电压根本坚持稳定。

  Cuk改换器中,电源能量经过3次改换才到负载。榜首次是Q导通,电感L1储能添加,电能转化为磁储能;第2次是Q截止,L1的磁能搬运为C1的电能存储着;第三次是Q导通,C1的电能搬运到负载和输出回路的电感L2和电容Cf。实践上,榜首、三次两个转化是一同进行的。

  三、Buck/Boost改换器:也称升降压式改换器,是一种输出电压既可低于也可高于输入电压的单管不阻隔直流改换器,但其输出电压的极性与输入电压相反。Buck/Boost改换器可看做是Buck改换器和Boost改换器串联而成,兼并了开关管。

  Buck/Boost改换器也有CCM和DCM两种作业办法,开关管Q也为PWM操控办法。

  在电流断续时,即便输入电压Vin不变,为了坚持输出电压Vo稳定,也要随负载电流的不同来调整占空比Dy。

  电流断续时,开关管Q导通期间存储在电感Lf中的磁能在QHale Waihona Puke Baidu至期间悉数经过二极管D搬运到输出端,假如改换器不接负载电阻,或电阻太大,必使Vo继续不断的添加,因而没有电压闭环调理的Boost改换器不能在输出端开路情况下作业。

  开关电源可分为直流开关电源和沟通开关电源,是按输出来区别的,沟通开关电源输出的是沟通电,而直流开关电源输出的是直流电,这儿介绍的是直流开关电源。跟着相关元器件的开展,直流开关电源以其高效率在许多场合替代线性电源而取得广泛运用。

  直流开关电源与线性电源比较一般本钱比较高,但在有些特别场合却更简略和廉价,乃至简直只能用开关电源,如升压和极性回转等。直流开关电源还可分为阻隔的和不阻隔的两种,阻隔的是选用变压器来完成输入与输出间的电气阻隔,变压器还便于完成多路不同电压或多路相同电压的输出。直流开关电源结构较为杂乱,规划和剖析都有较特别的一套理论和办法,这儿首要介绍6种根本的不阻隔的直流开关电源结构及方式和其特色,便于根据运用场合来挑选运用。

  一、Buck改换器:也称降压式改换器,是一种输出电压小于输入电压的单管不阻隔直流改换器。