开关电源拓扑结构分析

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时间:2019-07-07

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1、开关电源拓朴结构分析FAENAME:CARY.CHENSZ2电源的分类什么是PowerSupply?PowerSupply负载Vin,IinPowerSupply是一种提供电力能源的设备,它可以将一种电力能源形式转换成另外一种电力能源形式,并能对其进行控制和调节。上级电能形式Vo,Iof,phasef,phase根据转换的形式分类:AC/DC,DC/DC,DC/AC,AC/AC根据转换的方法分类:线性电源,相控电源,开关电源根据调控的效果分类:稳压,恒流,调频,调相根据调控的方法分类:传统反馈控制,矢量控制,数位控制2开关电源的元件构成开关电源

2、的基本元件:有源开关(Switch)二极管(Diode)电感(Inductor)电容器(Capacitor)变压器(Transformer)3三种基本的非隔离开关电源VinVoLIoSDVinVoDLIoS1DS2VinVoDLIoSVo=Vin*D/(1-D)Vo=Vin*DVo=Vin/(1-D)VoVin,Boost升压型电路VoVin当D>0.5buck-boost升降压型电路4三种基本的隔离开关电源VinVoSLmDVinVoLSD1D2VinVoLS1D1D2S2正激型变

3、换器反激型变换器桥式变换器5反激变换器(Flyback)工作原理(电流连续模式)根据变压器的伏秒平衡:IoVinVoGDSLmDn:1CoVgsIDVdsD1-DTIpIoVinVin+nVoImVLVin-nVoID-p6反激变换器(Flyback)工作原理(电流断续模式)根据变压器的伏秒平衡:IoVinVoGDSLmDn:1CoVgsIDVdsD1-DTIoVinVin+nVoImVLVin-nVo’ID-p-nVo根据能量守恒:7反激变换器(Flyback)工作原理(1)VgsIDVdsD1-DTIpIoVinVin+nVoImVrVLV

4、in-nVoID-pVr=?IoVinVoGDSLmDn:1LkCo8反激变换器(Flyback)工作原理(2)VcIoVinVoGDSLmDn:1LkCoVcRPloss=(Vc-Vin)2/RGDSLkVcRPloss=(Vc)2/R9反激变换器(Flyback)工作原理(3)ΔVo=?IoVinVoGDSLmDn:1LkCoVgsIDVdsD1-DTIpIoVinVin+nVoImVrICoID-p-IoVo根据Co在DT时间的基本方程:10反激变换器(Flyback)工作原理(4)多路输出的反激变换器:减小交叉调整率的措施:尽量减少两个

5、绕组之间的漏感。在辅助输出一路中加入尖峰抑制器(饱和电感)主路输出工作于电流连续模式。采用双路加权反馈的控制方式VinVo1GLmNpLkVo2Ns2Ns1反馈控制11反激变换器(Flyback)特征总结缺点:输出纹波电流大。输出控制特性非线性。通常需要辅助的吸收回路。转换效率较低。VinVo1GLmNpLkVo2Ns2Ns1反馈控制优点:电路简单。输入电压范围广。容易实现多路输出。12谐振复位正激变换器(ResonantResetForward)(1)Ion:1VinVoLoGDSVgsILVdsD1-DTIpVLIoVin/n-Vo-VoI

6、mVinΔILILLmLkCrt0t1t2t3t4Ip[t0,t1]t513谐振复位正激变换器(ResonantResetForward)(2)Ion:1VinVoLGDSVgsILVdsD1-DTIpVLIoVin/n-Vo-VoImVinΔILILLmLkCrt0t1t2t3t4Ip[t1,t2]t514谐振复位正激变换器(ResonantResetForward)(3)Ion:1VinVoLGDSVgsILVdsD1-DTIpVLIoVin/n-Vo-VoImVinΔILILLmLkCrt0t1t2t3t4Ip[t2,t3]t515谐振复

7、位正激变换器(ResonantResetForward)(4)Ion:1VinVoLGDSVgsILVdsD1-DTIpVLIoVin/n-Vo-VoImVinΔILILLmLkCrt0t1t2t3t4Ip[t3,t4]t5Lm,Cr的选取原则:16谐振复位正激变换器(ResonantResetForward)(5)Ion:1VinVoLGDSVgsILVdsD1-DTIpVLIoVin/n-Vo-VoImVinΔILILLmLkCrt0t1t2t3t4Ip[t4,t5]t5(Vin/n-Vo)DT=Vo(1-D)T根据电感的伏秒平衡:Vo=V

8、inD/n17谐振复位正激变换器(ResonantResetForward)特征VinVoCr缺点:原边开管电压应力较高。谐振电容的损耗大。宽范围输入

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