常見的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

1、Buck降壓

• 把輸入降至一個(gè)較低的電壓。
• 可能是最簡(jiǎn)單的電路。
• 電感/電容濾波器濾平開關(guān)后的方波。
• 輸出總是小于或等于輸入。
• 輸入電流不連續(xù)(斬波)。
• 輸出電流平滑。

2、Boost升壓

• 把輸入升至一個(gè)較高的電壓。
• 與降壓一樣，但重新安排了電感、開關(guān)和二極管。
• 輸出總是比大于或等于輸入(忽略二極管的正向壓降)。
• 輸入電流平滑。
• 輸出電流不連續(xù)(斬波)。

3、Buck-Boost降壓-升壓

• 電感、開關(guān)和二極管的另一種安排方法。
• 結(jié)合了降壓和升壓電路的缺點(diǎn)。
• 輸入電流不連續(xù)(斬波)。
• 輸出電流也不連續(xù)(斬波)。
• 輸出總是與輸入反向(注意電容的極性)，但是幅度可以小于或大于輸入。
• “反激”變換器實(shí)際是降壓-升壓電路隔離(變壓器耦合)形式。

4、Flyback反激

• 如降壓-升壓電路一樣工作，但是電感有兩個(gè)繞組，而且同時(shí)作為變壓器和電感。
• 輸出可以為正或?yàn)樨?fù)，由線圈和二極管的極性決定。
• 輸出電壓可以大于或小于輸入電壓，由變壓器的匝數(shù)比決定。
• 這是隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中最簡(jiǎn)單的。
• 增加次級(jí)繞組和電路可以得到多個(gè)輸出。

5、Forward正激

• 降壓電路的變壓器耦合形式。
• 不連續(xù)的輸入電流，平滑的輸出電流。
• 因?yàn)椴捎米儔浩鳎敵隹梢源笥诨蛐∮谳斎耄梢允侨魏螛O性。
• 增加次級(jí)繞組和電路可以獲得多個(gè)輸出。
• 在每個(gè)開關(guān)周期中必須對(duì)變壓器磁芯去磁。常用的做法是增加一個(gè)與初級(jí)繞組匝數(shù)相同的繞組。
• 在開關(guān)接通階段存儲(chǔ)在初級(jí)電感中的能量，在開關(guān)斷開階段通過(guò)另外的繞組和二極管釋放。

6、Two-Transistor Forward雙晶體管正激

• 兩個(gè)開關(guān)同時(shí)工作。
• 開關(guān)斷開時(shí)，存儲(chǔ)在變壓器中的能量使初級(jí)的極性反向，使二極管導(dǎo)通。
• 主要優(yōu)點(diǎn)：每個(gè)開關(guān)上的電壓永遠(yuǎn)不會(huì)超過(guò)輸入電壓；無(wú)需對(duì)繞組磁道復(fù)位。

7、Push-Pull推挽

• 開關(guān)(FET)的驅(qū)動(dòng)不同相，進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制(PWM)以調(diào)節(jié)輸出電壓。
• 良好的變壓器磁芯利用率——在兩個(gè)半周期中都傳輸功率。
• 全波拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),所以輸出紋波頻率是變壓器頻率的兩倍。
• 施加在FET上的電壓是輸入電壓的兩倍。

8、Half-Bridge半橋

• 較高功率變換器極為常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
• 開關(guān)的驅(qū)動(dòng)不同相，進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制以調(diào)節(jié)輸出電壓。
• 良好的變壓器磁芯利用率——在兩個(gè)半周期中都傳輸功率。而且初級(jí)繞組的利用率優(yōu)于推挽電路。
• 全波拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),所以輸出紋波頻率是變壓器頻率的兩倍。
• 施加在FET上的電壓與輸入電壓相等。

9、Full-Bridge全橋

• 較高功率變換器最為常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
• 開關(guān)以對(duì)角對(duì)的形式驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制以調(diào)節(jié)輸出電壓。
• 良好的變壓器磁芯利用率——在兩個(gè)半周期中都傳輸功率。
• 全波拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所以輸出紋波頻率是變壓器頻率的兩倍。
• 施加在 FETs上的電壓與輸入電壓相等。
• 在給定的功率下，初級(jí)電流是半橋的一半。

10、SEPIC單端初級(jí)電感變換器

• 輸出電壓可以大于或小于輸入電壓。
• 與升壓電路一樣，輸入電流平滑，但是輸出電流不連續(xù)。
• 能量通過(guò)電容從輸入傳輸至輸出。
• 需要兩個(gè)電感。

11、C’uk(Slobodan C’uk的專利)

• 輸出反相。
• 輸出電壓的幅度可以大于或小于輸入。
• 輸入電流和輸出電流都是平滑的。
• 能量通過(guò)電容從輸入傳輸至輸出。
• 需要兩個(gè)電感。
• 電感可以耦合獲得零紋波電感電流。

1、Buck-降壓調(diào)整器-連續(xù)導(dǎo)電

• 電感電流連續(xù)。
• Vout是其輸入電壓(V1)的均值。
• 輸出電壓為輸入電壓乘以開關(guān)的負(fù)荷比(D)。
• 接通時(shí)，電感電流從電池流出。
• 開關(guān)斷開時(shí)電流流過(guò)二極管。
• 忽略開關(guān)和電感中的損耗，D與負(fù)載電流無(wú)關(guān)。
• 降壓調(diào)整器和其派生電路的特征是：輸入電流不連續(xù)(斬波)，輸出電流連續(xù)(平滑)。

2、Buck-降壓調(diào)整器-臨界導(dǎo)電

3、Buck-降壓調(diào)整器-不連續(xù)導(dǎo)電

• 在這種情況下，電感中的電流在每個(gè)周期的一段時(shí)間中為零。
• 輸出電壓仍然(始終)是v1的平均值。
• 輸出電壓不是輸入電壓乘以開關(guān)的負(fù)荷比(D)。
• 當(dāng)負(fù)載電流低于臨界值時(shí)，D隨著負(fù)載電流而變化(而Vout保持不變)。

4、Boost升壓調(diào)整器

5、變壓器工作(包括初級(jí)電感的作用)

6、反激變壓器

7、Forward 正激變換變壓器

• 初級(jí)電感很高，因?yàn)闊o(wú)需存儲(chǔ)能量。
• 磁化電流(i1)流入 “磁化電感”，使磁芯在初級(jí)開關(guān)斷開后去磁(電壓反向)。