電源拓撲
關注創建者：匿名 創建時間：2021-09-14
電源拓撲的實例教程
對設計工程師而言，電源拓撲的選擇多種多樣，其中包括降壓轉換器、低壓降穩壓器(LDO)、降壓/升壓轉換器等，但它們各有利弊，選用時應進行權衡。
本文將討論各種電源拓撲，尤其是在將鋰離子電池電壓轉換為3.3V電壓 電壓軌(大多數便攜式設備的電源電壓)時的利弊。本文還將說明降壓/升壓轉換器的不同應用，并解釋降壓/升壓轉換器的解決方案需“量身定做”的原因。
從圖1可以看出，將鋰離子電池電壓轉換為3.3V電壓軌的設計很有挑戰。在充滿電的情況下，典型的鋰離子電池放電曲線的起始電壓為4.2V。X軸起始點為“-5分鐘”，對應的電壓為電池充滿電時的開路電壓。在“0分鐘”時，電池接入負載，由于內部阻抗以及保護電路的作用，電壓開始下降。電池電壓緩慢降至約3.4V，然后電壓開始快速下降，原因是放電周期已接近終點。為充分利用電池儲存的電量，3.3V電壓軌需要在放電周期的大部分時間里使用步降轉換器，而在放電周期的剩余時間里使用升壓轉換器。
圖 1：1650mA-hr 18650 鋰離子電池放電曲線。
鋰離子電池電壓如何有效生成3.3V電壓軌的問題由來已久，其解決方案也是多種多樣。本文討論幾個常用解決方案，包括級聯降壓與升壓、降壓/升壓、降壓以及LDO電源拓撲等，并討論每種設計方案的利弊，以及系統運行時間的測量與對比。
展開 什么是拓撲呢？所謂電路拓撲就是功率器件和電磁元件在電路中的連接方式，而磁性元件設計，閉環補償電路設計及其他所有電路元件設計都取決于拓撲。最基本的拓撲是Buck(降壓式)、Boost(升壓式)和Buck/Boost(升/降壓)，單端反激(隔離反激)，正激、推挽、半橋和全橋變化器。
開關電源的拓撲結構，常見拓撲大約有14種，每種都有自身的特點和適用場合。選擇原則是要看是大功率還是小功率，高壓輸出還是低壓輸出，以及是否要求器件盡量少等。
因此，要恰當選擇拓撲，熟悉各種不同拓撲的優缺點及適用范圍是非常重要的。錯誤的選擇會使電源設計一開始就注定失敗。下面為大家整理匯總了開關電源20種基本拓撲，幫助系統掌握每種電路結構的工作原理與基本特性。
展開 結 語
本文回顧了目前開關式電源轉換中最常見的電路拓撲結構。除此之外還有許多拓撲結構，但大多是這些拓撲的組合或變形。
每種拓撲結構包含獨特的設計權衡：施加在開關上的電壓，斬波和平滑輸入輸出電流，繞組的利用率。
選擇最佳的拓撲結構需要研究：輸入和輸出電壓范圍，電流范圍，成本和性能、大小和重量之比。
*本文系網絡轉載，版權歸原作者所有，如有侵權請聯系刪除
1
Buck 變換器的功率器件設計公式
（1）：Buck 變換器的電路圖：
（2）：Buck 變換器的主要穩態規格：
（3）：功率器件的穩態應力：
-- 有源開關 S：
-- 無源開關 D：
上述公式是穩態工作時，功率器件上的電壓、電流應力。選擇功率器件時，其電壓耐量可放一個合適的余量（保證最壞情況下的電壓峰值不超過此值），電流耐量則得按器件的結溫降額要求決定、它與外部散熱條件和器件的通態電阻、通態壓降、結電容、反向恢復、結到殼的熱阻等密切相關，是功率器件熱設計的內容，將在以后的欄目中介紹。
2
Boost 變換器的功率器件設計公式
（1）：Boost 變換器的電路圖：
（2）：Boost 變換器的主要穩態規格：
（3）：功率器件的穩態應力：
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電源拓撲的最新內容
一方面，國內企業需突破高壓絕緣、高精度控制、強抗干擾、快速保護等核心技術瓶頸，打破國外技術封鎖，實現電源拓撲、控制算法、關鍵器件的自主研發；另一方面，需依托國內托卡馬克裝置的工程實踐，將實驗室技術轉化為成熟的工程化產品，通過實際工況驗證優化產品性能，提升可靠性與適配性。目前，國內企業已在中低壓精密電源、部分高壓電源領域實現自主突破，逐步替代進口產品，應用于 HL?2M 等托卡馬克裝置。
本文主要講述常見的開關電源拓撲結構特點和優缺點對比。
常見的拓撲結構，包括Buck降壓、Boost升壓、Buck-Boost降壓-升壓、Flyback反激、Forward正激、Two-Transistor Forward雙晶體管正激等。
常見的基本拓撲結構
一、基本的脈沖寬度調制波形
這些拓撲結構都與開關式電路有關。
對于初入門的，注意模擬元件，數字元件的隔離，以及機械位置的擺放，同時注意電源的拓撲就可以了。
2）接下來就是布線，這與布局往往是互動的。
有經驗的人往往在開始就能看出哪些地方能布線成功，如果有些地方難以布線還需要改動布局，對于fpga設計來說往往還要改動原理圖來使布線更加順暢。
01
隔離電源與非隔離電源的優缺點
由上述概念可知，對于常用的電源拓撲而言
根據應用在輸入和輸出電壓之間的關系，工程師必須選擇最佳的電源拓撲——降壓、升壓、降壓-升壓或反相，帶或不帶同步整流。或者，他們可以決定使用基于單片 IC 或帶有分立電源開關和控制器的實施方案——甚至是高級數字實施方案。無論他們選擇什么，正確的半導體產品都是滿足其特定效率和尺寸設計目標的關鍵。
8 .
我們以1.8V BUCK電源來具體分析下雙電源供電的拓撲結構。
下圖中，R1=R2=0Ω，為了防止反灌，兩個buck輸入均接入了二極管，并且sense在二極管后面，來抵消二極管導通電壓的影響，保證A點的電壓為1.8V，而實際上BUCK輸出端是高于1.8V的。
本文主要講述了常見的開關電源拓撲結構特點和優缺點對比。
常見的拓撲結構，包括Buck降壓、Boost升壓、Buck-Boost降壓-升壓、Flyback反激、Forward正激、Two-Transistor Forward雙晶體管正激等。
本文主要講述常見的開關電源拓撲結構特點和優缺點對比。
常見的拓撲結構，包括Buck降壓、Boost升壓、Buck-Boost降壓-升壓、Flyback反激、Forward正激、Two-Transistor Forward雙晶體管正激等。
來源：21ic電子網
本文主要講述了常見的開關電源拓撲結構特點和優缺點對比。
電源參數
根據功率、輸入輸出的情況，我們選擇反激電源拓撲。
反激式變壓器的優點有:
1、 電路簡單,能高效提供多路直流輸出,因此適合多組輸出要求。
