開關(guān)電源主電路拓撲結(jié)構(gòu)的分析與比較

作者：時間：2013-05-30 來源：網(wǎng)絡(luò)

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壓Uo。利用同樣的方法，根據(jù)穩(wěn)態(tài)時電感L的充放電伏秒積相等的原理，可以推導(dǎo)出電壓關(guān)系：

圖2 升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器電路

2.3降壓-升壓型拓撲結(jié)構(gòu)

這個電路的開關(guān)管和負載構(gòu)成并聯(lián)。在S導(dǎo)通時，電流通過L平波，電源對L充電。當(dāng)S斷時，L向負載及電源放電，輸出電壓將是輸入電壓Ui加上UL，因而有升壓作用。

圖3是降壓-升壓型開關(guān)電源的典型電路。Ui 為輸入電源，S是主開關(guān)管，D是整流管。S在控制信號作用下在導(dǎo)通、截止?fàn)顟B(tài)間轉(zhuǎn)換。該電路的工作可簡單分析如下：第一階段，S導(dǎo)通，D截止，忽略開關(guān)管的正向?qū)▔航?，此時，電感電流線性上升，能量從輸入電源轉(zhuǎn)換成磁場能存儲在電感L中，此時負載得到的能量來自電容C;第二階段，D導(dǎo)通，S截止，電感電流開始線性下降，能量由電感元件流向電容和負載。經(jīng)電容C濾波，在負載RL上可得到脈動很小的直流電壓 Uo ，計算其平均值，推出降壓-升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓與輸入電壓間的關(guān)系式：

式(3)中，若改變占空比D，則輸出電壓既可低于電源電壓，也可能高于電源電壓。

圖3 降壓-升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器電路

2.4升壓-降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器

圖4是升壓-降壓型開關(guān)電源典型電路。升壓-降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的基本工作原理如下：

第一階段：S導(dǎo)通，D截止。在輸入回路，電流由電池流向電感L1和主開關(guān)管S，電感L1接收來自電池的能量，電感電流線性增加;在輸出回路，電容C1通過S對濾波電容C2、負載RL及L2放電，因此D受反向偏壓而截止，這時C1將能量轉(zhuǎn)移給L2。

第二階段：S截止，D導(dǎo)通。當(dāng)S截止時，在輸出回路，L2要維持電流方向不變，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢使D導(dǎo)通，于是能量由L2傳送到C2和負載RL;在輸入回路，電流由電池流經(jīng)電感L1、電容C1和二極管D，以前一階段的電感電流終值作為本階段的電流初值開始向藕合電容C1充電，隨著電容兩端電壓的增加，電感電流逐漸減少，能量由L1轉(zhuǎn)移到C1中。

升壓-降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓與輸入電壓間的關(guān)系式同降壓-升壓型關(guān)系。升壓-降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器電路復(fù)雜，但紋波性能得到改善。若將兩電感繞在同一磁芯上，選擇合適的匝比、耦合系數(shù)等，可得到零紋波輸出。