种经典开关电源拓扑结构.pptVIP

隔离式拓扑举例 正激式变压器开关电源 反激式变压器开关电源 正激式变压器开关电源 上图是正激式变压器开关电源的简单工作原理图，Ui是开关电源的输入电压，T是开关变压器，K是控制开关，L是储能滤波电感，C是储能滤波电容，D2是续流二极管，D3是削反峰二极管，R是负载电阻。 注意：1、开关变压器部分，初、次级线圈的同名端相同，同反激式区别 2、稳压电路部分，储能滤波电感L和储能滤波电容C，还有续流二极管D2，就是BUCK电路 N3绕组的作用 在正激式变压隔离器中N3绕组不可取代，它的核心作用是磁复位 K关断的瞬间，为了维持励磁磁场不变，变压器的初、次线圈绕组都会产生很高的反电动势，这个反电动势是由流过变压器初线圈绕组的励磁电流存储的磁能量产生的。 为了防止在K关断瞬间产生反电动势击穿开关器件，在开关电源变压器中增加一个反电动势能量吸收反馈线圈N3绕组以及一个削反峰二极管D3。 K闭合时，D3不导通，而当K断开，由于N3的存在，当变压器初级线圈的励磁电流突然为0，D3导通，流过N3绕组中的电流正好接替原来励磁电流的作用，同时对Ui充电，使变压器铁心中的磁感应强度由最大值Bm返回到剩磁所对应的磁感应强度Br位置 这就完成了磁芯的磁复位，通过反向充电把磁能重新转换为电能 一方面，N3绕组产生的感应电动势通过二极管D3可以对反电动势进行限幅，并把限幅能量返回给电源，对电源进行充电；另一方面，流过N3绕组中的电流产生的磁场可以使变压器的铁心退磁，使变压器铁心中的磁场强度恢复到初始状态。 正激式变压隔离器的工作过程 这里讨论的是变压器侧的工作情况，后续电路的工作同BUCK相似 K闭合，变压器正常工作，二次侧电压与一次侧电压的变比为n ,如上方左图所示，相当于对BUCK输入nUi K断开，由于N3绕组的磁复位和二次侧的二极管D1断流作用，二次侧输出相当于开路，相当于BUCK电路的开关器件关断，如上方右图所示 首先说明一个基本原理，流过正激式变压器的电流与流过电感线圈的电流不同，流过正激式开关电源变压器中的电流有突变，而流过电感线圈的电流不能突变。 K接通，瞬间流过正激式开关电源变压器的电流立刻就可以达到某个稳定值，这个稳定电流值是与变压器次级线圈电流大小相关的，把这个电流记为i10，变压器次级线圈电流为i2，那么就是：i10 = n i2 ，其中n为变压器次级电压与初级电压比。 随后，i1会线性上升，这是因为流过正激式变压器的电流i1除了i10之外还有一个励磁电流，由?i1 = Ui*t/L1 可知，电流呈线性增长。 各点信号波形 K关断后，i10等于0，变压器次级线圈N2绕组回路中的电流i2也等于0，所以，为了维持磁通大小不变，N3绕组产生新的励磁电流，大小等于N1线圈中励磁电流?i1被折算到N3绕组中，电流初值i30 等于?i1/n，这个电流的大小是随着时间下降的。 N3两端是反接到输入Ui上，电压为-Ui,其过程相当于向Ui充电，即磁能转化为电能 电路的几处设计细节 占空比: 1、若取N3/N1=1，则可以计算出i30=?i1,Ton=Toff,所以n=1时，占空比D1应当控制在0.5以下，以保证电流降为0，反电动势能量容易放完 2、此外，也可以把比值n调大些,D1的调节范围更大些 在整流二极管D1两端并联一个高频电容: 1、可以吸收当控制开关K关断瞬间变压器次级线圈产生的高压反电动势能量，防止整流二极管D1击穿； 2、电容吸收的能量在下半周整流二极管D1还没导通前，它会通过放电（与输出电压串联）的形式向负载提供能量。 电压增益比 从前面的介绍可以发现，正激式开关变压电源实际上是变压隔离器同BUCK电路串联合成的。 变压隔离器起到了变压开关的作用，通过K的开断，将高压直流信号转换成为了低压脉冲信号，输入到后续的BUCK电路中，做进一步处理输出稳定的直流电压，这样强电和弱电信号也得以分隔开来 最终电压增益比就是两者增益比的乘积即 M=D1N3/N1(当电感电流连续时) 反激式变压器开关电源 上图是反激式变压器开关电源的精简电路图。 Ui是开关电源的输入电压，T是开关变压器，K是控制开关，C是储能滤波电容，R是负载电阻，二极管D起到的是反向阻流的作用 注意：变压器次级线圈的同名端对调一下，原来变压器输出电压的正、负极性就会完全颠倒过来  反激式变压器开关电源工作过程 反激式变压器开关电源的工作情况同BUCK-BOOST拓扑极为相似 在K接通的Ton期间，输入电源Ui对变压器初级线圈N1绕组加电，N1绕组有电流i1流过，两端产生自感电动势，同时N2绕组的两端也产生感应电动势，但由