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開關電源拓撲結構修正

2020/04/29
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由于昨天粗心,導致升降壓線路的二極管畫反了,辛虧有小伙伴及時指出,現(xiàn)改正如下:

開關電源中有三大拓撲結構,他們分別為 BUCK 降壓式;BOOST 升壓式;BUCK-BOOST 升降壓式。

降壓式電源線路如下圖所示:

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當開關管 T 導通,二極管 D 因承受反向電壓而截止,電感 L 勵磁儲存能量,電容 C 開始充電,輸出電壓上升,電感 L 磁通增加量 Wi=(Ui-Uo)*Ton;

當開關管 T 截止,二極管 D 承受正向電壓導通,電感 L 釋放能量,電容 C 開始放電,則電感釋放磁通量 Wo=Uo*Toff;

根據(jù)能量守恒定律得出:電感增加的磁通量等于釋放的磁通量;計算結果得到輸出電壓 Uo=Ui*Ton/T=Ui*D;因為 D<=1;所以可以看出輸出電壓一定比輸入電壓低,也就是我們所說的降壓型線路。

BOOST 升壓型電路如下圖所示:

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當開關 S 閉合后,輸入電壓 Ui 經(jīng)過電感 L 和開關 S 后回到電源負端形成回路,則電感增加的磁通量 Wi=Ui*Ton;當開關斷開時,因為電感電流不能突變,但是為了消磁,所以二極管轉(zhuǎn)為導通狀態(tài),電壓 Uo-Ui 與開關導通方向相反加到電感 L 上,這期間電感磁通量減少數(shù)量 Wo=(Uo-Ui)*Toff ; 計算得出 Uo=Ui*【1/(1-D)】;由于 D<=1;所以 Uo 一定大于等于 Ui;就形成了我們所說的升壓線路。

第三種線路稱為 BUCK-BOOST 升降壓線路,這個線路的特點是在占空比小于 50%時,線路是降壓線路,當占空比大于 50%時;線路則為升壓線路,具體線路如下所示:

當開關 S 閉合,輸入電壓 Ui 經(jīng)過 L 返回電源負極形成回路,則電感磁通增加量 Wi=Ui*Ton;當開關 S 斷開時,由于電感電流不能突變,二極管轉(zhuǎn)為導通狀態(tài),輸出電壓 Uo 與開關導通方向相反加至電感 L 上,則電感進行消磁動作,這期間,電感磁通減小量 Wo=Uo*Toff;計算可得 Uo=Ui*[D/(1-D)];當 D 小于 0.5 時,Uo 小于 Ui,則為降壓線路,當 D 大于 0.5 時,則 Uo 大于 Ui,形成我們所說的升壓線路。

而我們在日常使用時,BUCK 線路一般用于 DC--DC 輸出線路上,BOOST 線路一般用于輸入端市電升壓;升降壓線路一般用于檢測線路。

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公眾號開關電源解析主筆,開關電源工程師,從事電源行業(yè)8年,擅長高功率工業(yè)電源的設計調(diào)試,主要關注領域為集成電路,數(shù)字電路,人工智能電源等等,目前專注于手機充電器和液晶顯示器的領域,希望分享自己的電源知識,為想要從事電源行業(yè)的人才提供一個敲門磚。

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