电感|电流_电源硬件设计电源基础知识

篇首语：本文由编程笔记#小编为大家整理，主要介绍了电源硬件设计----电源基础知识相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

隔离型开关变换器拓扑

正激式电路(电流连续模式-CCM)

正激式电路&＃xff0c;主要元器件为变压器、半导体开关、电感、续流二极管、电容&＃xff0c;开关管断开和闭合两种情况&＃xff0c;如图所示&＃xff1a;

正激式电路计算公式如下&＃xff1a;

• 变压器的作用&＃xff1a;输入、输出隔离&＃xff0c;变压
• 正激电路的正激式变压器激励电感足够大
• 正激电路是Buck电路的隔离形式
• 在电流连续模式&＃xff0c;输出电压、电流与电感和频率无关

正激式电路工作波形&＃xff0c;如图所示&＃xff1a;

正激式电路(电流断续模式-DCM)

正激式电路&＃xff0c;主要元器件为变压器、半导体开关、电感、续流二极管、电容&＃xff0c;开关管断开和闭合两种情况&＃xff0c;如图所示&＃xff1a;

正激式电路计算公式如下&＃xff1a;

• 如果负载变轻&＃xff0c;则电感电流中断&＃xff0c;进入断续模式
• 电感电流断续将使得输出电压升高
• 减小电感、降低频率和减轻负载都可能使电路进入DCM

正激式电路工作波形&＃xff0c;如图所示&＃xff1a;

反激式电路(电流连续模式)

反激式电路&＃xff0c;主要元器件为变压器、半导体开关、续流二极管、电容&＃xff0c;开关管断开和闭合两种情况&＃xff0c;如图所示&＃xff1a;

反激式电路计算公式如下&＃xff1a;

• 反激电路看似没有储能电感&＃xff0c;实际上变压器的激磁电感起了储能的作用&＃xff0c;所以反激变压器需要气隙
• 在换流瞬间&＃xff0c;磁链不变&＃xff0c;即安匝不变
• 反激电路是Buck-Boost电路的隔离形式

反激式电路(电流断续模式)

反激式电路&＃xff0c;主要元器件为变压器、半导体开关、续流二极管、电容&＃xff0c;开关管断开和闭合两种情况&＃xff0c;如图所示&＃xff1a;

反激式电路计算公式如下&＃xff1a;

• 断续模式将使得输出电压升高
• 如果负载为零&＃xff0c;则输出电压趋向无限大&＃xff0c;因此需要“假”负载

推挽(Push-Pull)变换器

推挽变换器电路&＃xff0c;主要元器件为变压器、半导体开关、电感、续流二极管、电容&＃xff0c;开关管断开和闭合两种情况&＃xff0c;如图所示&＃xff1a;

推挽变换器电路S2断开&＃xff0c;S1闭合和断开时计算公式如下&＃xff1a;

• 相当于两个正激电路交替工作
• 两个开关可以共地&＃xff0c;便于驱动
• 开关管承受两倍的输入电压
• 电感电流占空比是开关占空比的两倍&＃xff0c;可以接近1
• 变压器需要四个绕组&＃xff0c;两个抽头
• 变压器不需要专门复位电路

推挽变换器电路S2断开&＃xff0c;S1闭合和断开时工作波形&＃xff0c;如图所示&＃xff1a;

双管正激电路

双管正激电路&＃xff0c;主要元器件为变压器、半导体开关、电感、续流二极管、电容&＃xff0c;开关管断开和闭合两种情况&＃xff0c;如图所示&＃xff1a;

双管正激电路计算公式如下&＃xff1a;

• 由于变压器励磁电压和复位电压相同&＃xff0c;占空比<0.5&＃xff0c;变压器自动复位&＃xff0c;复位能量回收至电源
• 高端开关管要高端侧驱动
• 开关管承受电压小
• 变压器单端工作

半桥变换器电路

半桥变换器电路&＃xff0c;主要元器件为变压器、半导体开关、电感、续流二极管、电容&＃xff0c;开关管断开和闭合两种情况&＃xff0c;如图所示&＃xff1a;

半桥变换器电路&＃xff0c;S2断开&＃xff0c;S1闭合和断开时计算公式如下&＃xff1a;

• 两个开关对称交替动作(每个50%占空比)&＃xff0c;开关负担减轻
• 变压器磁通双向工作&＃xff0c;磁芯利用率高
• 电感器最大占空比可达100%&＃xff0c;且励磁频率翻倍
• 两个电容自然起了隔直作用&＃xff0c;如开关特性不完全对称&＃xff0c;母线电容直流电压偏移可以自动实现变压器伏秒积平衡

半桥变换器电路工作波形&＃xff0c;如图所示&＃xff1a;

全桥变换器电路

全桥变换器电路&＃xff0c;主要元器件为变压器、半导体开关、电感、续流二极管、电容&＃xff0c;开关管断开和闭合两种情况&＃xff0c;如图所示&＃xff1a;

全桥变换器电路&＃xff0c;S2、S3断开&＃xff0c;S1、S4闭合和断开时计算公式如下&＃xff1a;

• 较半桥电路&＃xff0c;功率增大两倍&＃xff0c;因为原边电压两倍
• 变压器磁通双向工作&＃xff0c;磁芯利用率高
• 电感器最大占空比可达100%&＃xff0c;且励磁频率翻倍
• 如开关特性不完全对称&＃xff0c;可增加隔直电容以平衡变压器伏秒积

全桥变换器电路工作波形&＃xff0c;如图所示&＃xff1a;

基本拓扑简单对比

希望本文对大家有帮助&＃xff0c;上文若有不妥之处&＃xff0c;欢迎指正

分享决定高度&＃xff0c;学习拉开差距