开关电源拓扑结构
Power Supply Topologies
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Printed on recycled paper.
SLUW001D
Application Notes:**
Understanding Buck Power Stages in Switchmode Power Supplies (SLVA057)Controllers/Converters:TPS40020/21TPS40180TPS40007/09TPS40192/3TPS40040/41TPS40200TPS40075TPS5410/20/30/50TPS40077TPS54350/550TPS40140TPS62110
Application Notes:**
Understanding Boost Power Stages in Switchmode Power Supplies (SLVA061)High Voltage Power Supply Using a
Highly Integrated DC/DC Converter (SLVA137)Controllers/Converters:TPS40210/11UCC28070TPS61080UCC28220/21TPS61030UCC38C42TPS61100UCC3800TPS61200UCC38050/51(PFC)UCC28060(PFC)UCC3817A/18A (PFC)UCC28061UCC3809-1
Application Notes:**
Understanding Buck-Boost Power Stages in Switchmode Power Supplies (SLVA059A)Controllers/Converters:TPS40200UC3572TPS40061UCC3801/01/02/03/04/05TPS40057UCC3807TPS5410/20/30/50UCC3810(Dual)TPS54350/54550UCC3813TPS63700UCC38C40/41/42/43/45Application Notes:**
Versatile Low Power SEPIC Converter
Accepts Wide Input Voltage Range (SLUA158)High Power Factor Preregulator Using the SEPIC Converter (SEM900)Controllers/Converters:TPS43000UCC3807TPS61130UCC3810(Dual)UCC38C40/41/42/43/44/45UCC3800/01/02/03/04/05/3813
Application Notes:**
Design of Flyback Transformers and Inductors (SEM400)Discontinuous Current Flyback Converter Design (SEM300)Controllers:
TPS23750/70(PoE)UCC35705/706UC3807UCC3800/01/02/03/04/05/3813UCC28220/21UCC3809UCC28600(Green Mode)UCC3810(Dual)UCC3570UCC38C40/41/42/43/44/45UCC35701/702
Application Notes:**25-W Forward Converter Design Review (SLUA276)Multiple Output Forward Converter Design (SEM1200)Controllers:UCC28220/21UCC3807UCC3570UCC3809UCC35701/702UCC3810(Dual)UCC35705/706UCC38C40/41/42/43/44/45UCC3800/01/02/03/04/05/3813
Application Notes:**
150-W Off-Line Forward Converter Design Review (SEM400)Practical Considerations in Current Mode Power Supplies (SLUA110)Controllers:
UCC27200/01(MOSFET Driver)UCC28220/21UCC3807UCC3570UCC3809UCC35701/702UCC3810(Dual)UCC35705/706UCC38C41/44/45UCC3801/04/05/13
Application Notes:**
Active Clamp and Reset Technique Enhances Forward Converter Performance (SEM1000)Design Considerations for Active Clamp and Reset Technique (SEM1100)Controllers:
UCC2891,2,3,4,7UCC3580-1UC3824
Application Notes:**
Practical Considerations in Current Mode Power Supplies (SLUA110)Zero Voltage Switching Resonant Power Conversion (SLUA159)Controllers:UC28025UCC3806UC3825A,B UCC3808A UCC27200/01(MOSFET Driver)UCC28089(2x 50%)UCC38083/84/85/86\
Application Notes:**
1.5MHz Current Mode IC Controlled 50-Watt Power Supply (SLUA053)The UC3823A,B and UC3825A,B Enhanced Generation of PWM Controllers (SLUA125)Controllers:UC28025UCC3806UC3825A,B UCC3808A UCC28089(2x 50%)UCC38083/84/85/86
Application Notes:**
The UC3823A,B and UC3825A,B Enhanced Generation of PWM Controllers (SLUA125)Practical Considerations in Current Mode Power Supplies (SLUA110)Controllers:UC28025UCC3808A UCC27200/01(MOSFET Driver)UCC28089(2x 50%)UCC38083/84/85/86UCC3806UC3825A,B
Application Notes:**
Designing a Phase Shifted Zero Voltage Transition Power Converter (SEM900)Design Review:500-W,40-W/in3Phase Shifted ZVT Power Converter (SEM900)Controllers:UC3875UC3879UCC3895
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开关电源拓扑电压模式与电流模式的比较
开关电源拓扑电压模式与电流模式的比较 作者：罗伯特.曼诺 Unitrode公司的IC公司拥有自成立以来一直活跃在前沿的发展控制电路来实现国家的最先进的级数在电源技术。在多年来许多新产品已推出使设计人员能够在易于应用新的创新电路拓扑结构。由于每一种新的拓扑声称提供改进过的这以前是可用的，它是合理的期望一些混乱将与引进的UCC3570的生成 - 一种新的电压模式控制器介绍我们告诉了近10年后世界上目前的模式是这样的优越方法。 但事实却是，没有一个统一的拓扑结构是最适合所有的应用程序。此外，电压模式控制如果更新了现代化的电路和工艺的发展 - 大有作为今天的高性能用品的设计师和是一个可行的竞争者为电源设计人员的重视。要回答的问题是，它的电路拓扑结构最好是为一个特定的应用程序时，必须从的每一种方法的两个优点和缺点的认识。下面的讨论尝试这样做以一致的方式为这两个电源的控制算法。 电压模式控制这是用于在第一开关的方法调节器的设计和它服务的行业以及为多年本电压模式配置。这种设计的主要特点是:有一个单一的电压反馈路径，以脉冲宽度调制，通过比较所执行的以恒定的倾斜波形电压误差信号。电流限制必须分开进行。 电压模式控制的优点有： 1．单个反馈回路更易于设计和分析。 2．大振幅锯齿波为一个稳定的调制过程提供良好的噪声容限。 3. 低阻抗功率输出为多路输出电源提供更佳交叉调整。 电压模式控制的缺点： 1.任何改变线路或负载必须首先被检测作为输出的变化，然后由校正反馈回路。 这通常意味着响应速度慢。 2.输出滤波器将两个极点的控制循环要求无论是占主导地位的极低频滚降在误 差放大器或在补偿加零。 3.补偿是通过进一步复杂化，即环增益随输入电压而变化。 电流模式控制上述的缺点是相对显著，因为，设计师们在它的介绍非常积极地考虑所有被缓解电流模式控制这种拓扑结构。如可以看到的从图2中，基本电流模式的图 控制使用振荡器只能作为一个固定频率时钟和斜坡波形被替换为从输出电感电流产生的信号。 而这种控制技术提供的优点包括以下内容： 1. 由于电感电流上升与输入电压 - 武定一个斜坡，这个波形会回应马上到线电压的变化，消除双方的延迟反应和增益变化与输入电压变化。 2. 由于误差放大器现在用命令的输出电流而不是电压，输出电感的影响被最小化现在的过滤器只提供一个单极到反馈回路（至少在感兴趣的正常区域）。这允许在可比的电压模式电路更简单补偿和更高的增益带宽。 3. 电流模式电路额外的好处包括固有的脉冲逐脉冲限流仅仅通过钳位误差放大器的命令，当多个功率单元并联共享以及提供方便的负荷。 而改进提供了电流模式令人印象深刻的是，这项技术在设计过程中还带有其独特的一套必须解决的问题。一些这些清单已概述如下：
典型开关电源拓扑及特征
典型开关电源拓扑及特征（增加学习解读整理） Buck降压电路 特征： ■把输入降至一个较低的电压。 ■可能是最简单的电路。 ■电感/电容滤波器滤平开关后的方波。 ■输出总是小于或等于输入。 ■输入电流不连续(斩波)。 ■输出电流平滑 Boost升压电路 特征： ■把输入升至一个较高的电压。 ■与降压一样，但重新安排了电感、开关和二极管。 ■输出总是比大于或等于输入(忽略二极管的正向压降)。 ■输入电流平滑。 ■输出电流不连续(斩波)。
Buck-Boost升降压电路 特征： ■电感、开关和二极管的另一种安排方法。 ■结合了降压和升压电路的缺点。 ■输入电流不连续(斩波)。 ■输出电流也不连续(斩波)。 ■输出总是与输入反向(注意电容的极性)，但是幅度可以小于或大于输入。■“反激”变换器实际是降压-升压电路隔离（变压器耦合）形式。 SEPIC升降压电路 特征： ■输出电压共地同相。 ■输出电压可以大于或小于输入电压。 ■与升压电路一样，输入电流平滑，但是输出电流不连续。 ■能量通过电容从输入传输至输出。
■需要两个电感。 C’uk升降压电路 特征： ■输出反相 ■输出电压的幅度可以大于或小于输入。 ■输入电流和输出电流都是平滑的。 ■能量通过电容从输入传输至输出。 ■需要两个电感。 ■电感可以耦合获得零纹波电感电流。 Flyback反激变换 特征： ■最简单的隔离拓扑结构； ■如降压-升压电路一样工作，但是电感有两个绕组，而且同时作为变压器（看
成2个具有一定相关的隔离电感）和电感。 ■输出电压可以大于或小于输入电压，由变压器的匝数比决定。电压等式在电流处于CCM（磁通量连续、输入电流与输出电流时序叠加后连续）方成立。在DCM 模式下，输出电压将高于上式，保持占空比不变，随着负载加大，输出电压会下降，这个过程功率保持不变，然后负载继续加大，进入CCM模式，然后上式成立，随着负载继续加大，电压不变电流增加，原边表现为电流上升，继续增加负载功率，将触发磁芯饱和。最大功率将受限饱和磁通，(原边电感/圈数越大传递的功率越小，PFC电感有类似也有区别，PFC电感影响输入功率不是因为磁通饱和，而是阻抗限流)，此时提高控制频率只可非线性的提高少部分功率。 ■增加次级绕组和电路可以得到多个输出。 ■输出可以获得正负电源，有2绕组级联，取中线为0基准。 ■导通时前级蓄能，关断时后次级释放能量，并完成变压器去磁。 ■适用于较小功率场景，小功率辅助控制电源常用。 Forward正激变换 特征： ■降压电路的变压器耦合形式。 ■不连续的输入电流，平滑的输出电流。 ■输出整流类似buck降压回路。 ■因为采用变压器，输出可以大于或小于输入，可以是任何极性（因为是隔离）。■增加次级绕组和电路可以获得多个输出，同反激电路。 ■在每个开关周期中必须对变压器磁芯去磁。常用的做法是增加一个与初级绕组匝数相同的绕组（决定了占空比不大于50%，否则产生剩磁，绕组数量变化去磁时间如何变化？绕组数量少应该去磁时间更短！）。在开关接通阶段存储在初级电感中的能量，在断开阶段通过去磁回路释放回电源输入端。 ■正激变换传递的功率大小原理与反激完全不同，理论上与变压器磁通量无关。关于磁芯饱和只需要关注去磁处理以及最大导通时间限制即可。 ■开关管关断时产生2倍输入电压（励磁绕组相同时！越少电压更高），对管子耐压较高。
开关电源拓扑结构对比(全)
开关电源拓扑结构概述(降压,升压,反激、正激) 开关电源拓扑结构概述(降压,升压,反激、正激) 主回路—开关电源中，功率电流流经的通路。主回路一般包含了开关电源中的开关器件、储能器件、脉冲变压器、滤波器、输出整流器、等所有功率器件，以及供电输入端和负载端。 开关电源（直流变换器）的类型很多，在研究开发或者维修电源系统时，全面了解开关电源主回路的各种基本类型，以及工作原理，具有极其重要的意义。 开关电源主回路可以分为隔离式与非隔离式两大类型。 1. 非隔离式电路的类型： 非隔离——输入端与输出端电气相通，没有隔离。 1.1. 串联式结构 串联——在主回路中开关器件（下图中所示的开关三极管T）与输入端、输出端、电感器L、负载RL 四者成串联连接的关系。 开关管T交替工作于通/断两种状态，当开关管T导通时，输入端电源通过开关管T及电感器L对负载供电，并同时对电感器L充电，当开关管T关断时，电感器L中的反向电动势使续流二极管D自动导通，电感器L中储存的能量通过续流二极管D形成的回路，对负载R继续供电，从而保证了负载端获得连续的电流。 串联式结构，只能获得低于输入电压的输出电压，因此为降压式变换。例如buck拓扑型开关电源就是属于串联式的开关电源 https://www.360docs.net/doc/bc4676661.html,/blog/100019740 上图是在图1-1-a电路的基础上，增加了一个整流二极管和一个LC滤波电路。其中L是储能滤波电感，它的作用是在控制开关K接通期间Ton限制大电流通过，防止输入电压Ui直接加到负载R上，对负载R进行电压冲击，同时对流过电感的电流iL转化成磁能进行能量存储，然后在控制开关T关断期间Toff把磁能转化成电流iL继续向负载R提供能量输出；C是储能滤波电容，它的作用是在控制开关K接通期间Ton把流过储能电感L的部分电流转化成电荷进行存储，然后在控制开关K关断期间Toff把电荷转化成电
开关电源常用拓扑结构图文解释
开关电源常用拓扑结构 开关变换器的拓扑结构是指能用于转换、控制和调节输入电压的功率开关器件和储能器件的不同配置。开关变换器的拓扑结构可以分为两种基本类型：非隔离型和隔离型。变换器拓扑结构是根据系统造价、性能指标和输入/输出负载特性等因素选定。 1、非隔离型开关变换器 一，Buck变换器，也称降压变换器，其输入和输出电压极性相同，输出电压总小于输入电压，数量关系为：其中Uo为输出电压，Ui为输入电压，ton为开关管一周期内的 导通时间，T为开关管的导通周期。降压变换器的电路模式如图2所示。工作原理是：在开关管VT导通时，输入电源通过L平波和C滤波后向负载端提供电流；当VT关断后，L通过二极管续流，保持负载电流连 续。 二，Boost变换器，也称升压变换器，其输入和输出电压极性相同，输出电压总大于输入电压，数量 关系为：。升压变换器的电路模式如图3所示。工作原理是：在VT导通时，电流通过L平波，输入电源对L充电。当VT关断时，电感L及电源向负载放电，输出电压将是输入电压加上输入电源电压，因而有升压作用。
三，Buck-Boost变换器，也称升降压变换器，其输入输出电压极性相反，既可升压又可降压，数量 关系为：。升降压变换器的电路模式如图4所示。工作原理是：在开关管VT导通时，电流流过电感L，L储存能量。在VT关断时，电感向负载放电，同时向电容充电。 四，Cuk变换器，也称串联变换器，其输入输出电压极性相反，既可升压又可降压，数量关系为： 。Cuk变换器的电路模式如图5所示。工作原理是：在开关管VT导通时， 二极管VD反偏截止，这时电感L1储能；C1的放电电流使L2储能，并向负载供电。在VT关断时，VD 正偏导通，这时输入电源和L1向C1充电；同时L2的释能电流将维持负载电流。 2、隔离型开关电源变换器 一，推挽型变换器，其变换电路模型如图6所示。工作过程为：VT1和VT2轮流导通，这样将在二次侧产生交变的脉动电流，经过VD1和VD2全波整流转换为直流信号，再经L、C滤波，送给负载。
最新开关电源拓扑结构
开关电源拓扑结构
开关电源拓扑结构回顾 Lloyd H·Dixon Jr 前言 本文回顾了在开关电源中常用的三种基本电路系列即降压变换电路、升压变换电路和反激（或升降压）电路的特性，这三种电路均可以工作于电感断流或续流模式下。工作方式的选择对整体电路特性有很大的影响。所使用的控制方式也能有助于减少与拓扑和工作模式相关的问题。三种以恒频率工作的控制方法包括：直接占空比控制、电压前馈、和电流模式（双环）控制。本文还论述了三个基本电路的一些扩展，以及每种拓扑、工作模式、组合控制方法的相对优点。
一、三种基本拓扑结构： 三种基本的拓扑结构降压式，升压式，反激式如图1所示。串联式变换器（CUK）是反激式拓扑的倒置（不宜翻译为逆变，因其意思为DC－AC的变换），不作论述。这三种不同的开关电路使用了三种相同的元件：电感，晶体管（晶体管包括三极管及MOSFET）和二极管，但是使用了不同的安放方式，（输出电容是滤波元件，不是开关电路的一部分）。理论上，还有另外三种由这三种元件组成的T型结构的电路，但这三种是前面三种电路的简单镜像和在相反方向的耦合能量。 有一条在任何运行模式和控制方式下都适用于上述三种电路拓扑的原则：在稳态运行下，在每个开关周期内，电感两端的平均电压必须为零，否则平均感应电流将会改变，违反稳态前提。 三种基本电路系列的每一个在输入和输出电压、电流、占空比之间都有一个确定的关系。例如：降压调整器的功能是使输出电压V0小于输入电压V in，并和它V in有相同的极性。升压电路的作用是使V0大于V in，并且有相同的极性。反激拓扑电路的作用是使V0既可大于也可小于V in，但是两者极性相反。
(整理)开关电源拓扑结构详解
开关电源拓扑结构详解 主回路——开关电源中，功率电流流经的通路。主回路一般包含了开关电源中的开 入端和负载端。 开关电源（直流变换器）的类型很多，在研究开发或者维修电源系统时，全面了解开关电源主回路的各种基本类型，以及工作原理，具有极其重要的意义。 开关电源主回路可以分为隔离式与非隔离式两大类型。 1. 非隔离式电路的类型： 非隔离——输入端与输出端电气相通，没有隔离。 1.1. 串联式结构 串联——在主回路中开关器件（下图中所示的开关三极管T）与输入端、输出端、电感器L、负载RL四者成串联连接的关系。 开关管T交替工作于通/断两种状态，当开关管T导通时，输入端电源通过开关管T及电感器L对负载供电，并同时对电感器L充电，当开关管T关断时，电感器L中的反向电动势使续流二极管D自动导通，电感器L中储存的能量通过续流二极管D形成的回路，对负载R继续供电，从而保证了负载端获得连续的电流。 串联式结构，只能获得低于输入电压的输出电压，因此为降压式变换。例如buck 拓扑型开关电源就是属于串联式的开关电源。 上图是在图1-1-a电路的基础上，增加了一个整流二极管和一个LC滤波电路。其中L是储能滤波电感，它的作用是在控制开关K接通期间Ton限制大电流通过，防止输入电压Ui直接加到负载R上，对负载R进行电压冲击，同时对流过电感的电流iL 转化成磁能进行能量存储，然后在控制开关T关断期间Toff把磁能转化成电流iL继续向负载R提供能量输出；C是储能滤波电容，它的作用是在控制开关K接通期间Ton
把流过储能电感L的部分电流转化成电荷进行存储，然后在控制开关K关断期间Toff 把电荷转化成电流继续向负载R提供能量输出；D是整流二极管，主要功能是续流作用，故称它为续流二极管，其作用是在控制开关关断期间Toff，给储能滤波电感L释放能量提供电流通路。 在控制开关关断期间Toff，储能电感L将产生反电动势，流过储能电感L的电流iL 由反电动势eL的正极流出，通过负载R，再经过续流二极管D的正极，然后从续流二极管D的负极流出，最后回到反电动势eL的负极。 对于图1-2，如果不看控制开关T和输入电压Ui，它是一个典型的反г 型滤波电路，它的作用是把脉动直流电压通过平滑滤波输出其平均值。 串联式开关电源输出电压uo的平均值Ua为： 1.2. 并联式结构 并联——在主回路中，相对于输入端而言，开关器件（下图中所示的开关三极管T）与输出端负载成并联连接的关系。 开关管T交替工作于通/断两种状态，当开关管T导通时，输入端电源通过开关管T对电感器L充电，同时续流二极管D关断，负载R靠电容器存储的电能供电；当开关管T关断时，续流二极管D导通，输入端电源电压与电感器L中的自感电动势正向叠加后，通过续流二极管D对负载R供电，并同时对电容器C充电。
开关电源拓扑结构优缺点
为了表征各种电压或电流波形的好坏，一般都是拿电压或电流的幅值、平均值、有效值、一次谐波等参量互相进行比较。在开关电源之中，电压或电流的幅值和平均值最直观，因此，我们用电压或电流的幅值与其平均值之比，称为脉动系数S;也有人用电压或电流的有效值与其平均值之比，称为波形系数K。 因此，电压和电流的脉动系数Sv、Si以及波形系数Kv、Ki分别表示为： Sv = Up/Ua ——电压脉动系数(1-84) Si = Im/Ia ——电流脉动系数(1-85) Kv =Ud/Ua ——电压波形系数(1-86) Ki = Id/Ia ——电流波形系数(1-87) 上面4式中，Sv、Si、Kv、Ki分别表示：电压和电流的脉动系数S，和电压和电流的波形系数K，在一般可以分清楚的情况下一般都只写字母大写S或K。脉动系数S和波形系数K都是表征电压或者电流好坏的指标，S和K的值，显然是越小越好。S和K的值越小，表示输出电压和电流越稳定，电压和电流的纹波也越小。 反激式开关电源的优点和缺点 1 反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。 反激式开关电源在控制开关接通期间不向负载提供功率输出，仅在控制开关关断期间才把存储能量转化为反电动势向负载提供输出，但控制开关的占空比为0.5时，变压器次级线圈输出的电压的平均值约等于电压最大值的的二分之一，而流过负载的电流正好等于变压器次级线圈最大电流的四分之一。即电压脉动系数等于2，电流脉动系数等于4。反激式开关电源的电压脉动系数，和正激式开关电源的脉动系数基本相同，但是电流的脉动系数是正激式开关电源的电流脉动系数的两倍。由此可知，反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。特别是，反激式开关电源使用的时候，为了防止电源开关管过压击，起占空比一般都小于0.5，此时，流过变压器次级线圈的电流会出现断续，电压和电流的脉动系数都会增加，其电压和电流的输出特性将会变得更差。 2 反激式开关电源的瞬态控制特性相对来说比较差。 由于反激式开关电源仅在开关关断期间才向负载提供能量输出，当负载电流出现变化时，开关电源不能立即对输出电压或电流产生反应，而需要等到下一个周期事，通过输出电压取样和调宽控制电路的作用，开关电源才开始对已经过去了的事情进行反应，即改变占空比，因此，反激式开关电源的瞬态控制特性相对来说比较差。有时，当负载电流变化的频率和相位与取样、调宽控制电路输出的电压的延时特性在相位保持一致的时候，反激式开关电源输出电压可能会产生抖动，这种情况在电视机的开关电源中最容易出现。 3 反激式开关电源变压器初级和次级线圈的漏感都比较大，开关电源变压器的工作效率低。 反激式开关电源变压器的铁芯一般需要留一定的气隙，一方面是为了防止变压器的铁芯因流过变压器的初级线圈的电流过大，容易产生磁饱和。另一方面是因为变压器的输出功率小，需要通过调整电压器的气隙和初级线圈的匝数，来调整变压器初级线圈的电感量的大小。因此，反激式开关电源变压器初级和次级
详解开关电源拓扑结构的优缺点
看电压或电流波形的好坏，工程师通常会用其幅值、平均值、有效值、一次谐波等参量互相进行比较，其中幅值和平均值最为直观，因此，电压或电流的幅值与其平均值之比被称为脉动系数S，也有人用电压或电流的有效值与其平均值之比，则称为波形系数K。小编在本文中就将盘点开关电源拓扑结构的优缺点，让它们尽在你的掌握之中。 首先先列出电压和电流的脉动系数Sv、Si以及波形系数Kv、Ki的表示：Sv=Up/Ua——电压脉动系数 (1) Si=Im/Ia——电流脉动系数 (2) Kv=Ud/Ua——电压波形系数 (3) Ki=Id/Ia——电流波形系数 (4) 上面4式中，Sv、Si、Kv、Ki分别表示：电压和电流的脉动系数S，和电压和电流的波形系数K，在一般可以分清楚的情况下一般都只写字母大写S或K。脉动系数S和波形系数K都是表征电压或者电流好坏的指标，S和K的值，显然是越小越好。S和K的值越小，表示输出电压和电流越稳定，电压和电流的纹波也越小。 反激式开关电源的优点和缺点： (1)反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差 反激式开关电源在控制开关接通期间不向负载提供功率输出，仅在控制开关关断期间才把存储能量转化为反电动势向负载提供输出，但控制开关的占空比为0.5时，变压器次级线圈输出的电压的平均值约等于电压最大值的的二分之一，而流过负载的电流正好等于变压器次级线圈最大电流的四分之一。即电压脉动系数等于2，电流脉动系数等于4。反激式开关电源的电压脉动系数，和正激式开关电源的脉动系数基本相同，但是电流的脉动系数是正激式开关电源的电流脉动系数的两倍。由此可知，反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。特别是，反激式开关电源使用的时候，为了防止电源开关管过压击，起占空比一般都小于0.5，此时，流过变压器次级线圈的电流会出现断续，电压和电流的脉动系数都会增加，其电压和电流的输出特性将会变得更差。 (2)反激式开关电源的瞬态控制特性相对来说比较差 由于反激式开关电源仅在开关关断期间才向负载提供能量输出，当负载电流出现变化时，开关电源不能立即对输出电压或电流产生反应，而需要等到下
开关电源各种拓扑集锦
开关电源拓扑六种基本DC/DC变换器拓扑: 1、Buck 2、Boost 3、Buck-Boost 4、CUK 5、Zeta 6、Sepic
基本拓扑是Buck，Boost，其他是演变。Buck为降压变换器，常用的拓扑基本上是Buck的：正激，半桥，全桥，推挽等等。Boost变换器为Buck的对偶拓扑，是升压变换器，常用于小功率板载电源，大功率PFC电路上， 对于隔离的Boost变换器也有推挽，双电感，全桥等电路。Buck-Boost是反激变换器的原型，属于升降压变换器。 后面三种电路不是很常用，都是升降压变换器。 一、 反激 1、单端反激 2、双端反激 二、 正激 1、绕组复位正激 2、R CD复位正激 3、L CD复位正激
4、有源钳位正激 ● Flyback钳位 ● Boost钳位 5、双管正激 6、无损吸收双正激
7、有源钳位双正激 8、原边钳位双正激 9、软开关双正激
三、 推挽 1、推挽 2、无损吸收推挽 3、推挽正激
推挽变换器是双端变换器。其实是两个正激变换器通过变压器耦合而来，基本推挽变换器好处是驱动不需隔离，变压器双端磁化，只要两个开关管。但是，变压器绕组利用率低，开关管电压应力为输入两倍，所以一般只适合低压输入的场合。而且有个问题就是会出现偏磁，所以要采用电流型控制等方法来避免。 如果将两个双管正激同样耦合，可以构成四开关管的推挽变换器，也就是所谓的双双管正激。其管子电压应力下降为输入电压。其他等同。 推挽正激是通过一个电容来解决变换器漏感尖峰，偏磁等问题 四、 半桥 1、半桥 2、不对称半桥 3、谐振半桥 4、移相半桥
开关电源三大拓扑
开关电源三大基本拓扑 1、摘要 开关电源已经深入到国民经济的各个行业当中，设计师或是自行设计电源或是购买电源模块，但是这些电源都离不开电源的各种电路拓扑。本文先介绍了开关电源的三大基础拓扑：Buck、Boost、Buck-Boost，并就这三者拓扑之间进行了简单地组合，得到了非常巧妙的电路，例如：正负输出电源、双向电源等，能够满足诸如运放供电、电池充放电等某些特殊的需求。 2、开关电源基础拓扑 开关电源三大基础拓扑为：Buck、Boost、Buck-Boost，大部分开关电源都是采用这几种基础拓扑或者其对应的隔离方式，下面以电感连续模式进行简单介绍。 2.1Buck降压型 Buck降压型电路拓扑，有时又称为Step-down电路，其典型的电路结构如下图1所示： Buck电路的工作原理为： 当PWM驱动高电平使得NMOS管T导通的时候，忽略MOS管的导通压降，等效如图2，电感电流呈线性上升，MOS导通时电感正向伏秒为：
当PWM驱动低电平的时候，MOS管截止，电感电流不能突变，经过续流二极管形成回路（忽略二极管电压），给输出负载供电，此时电感电流下降，如下图3所示，MOS截止时电感反向伏秒为： D为占空比，0 2.2Boost升压型 Boost升压型电路拓扑，有时又称为step-up电路，其典型的电路结构如下图4所示： 同样地，根据Buck电路的分析方式，Boost电路的工作原理为：
2.3Buck-Boost极性反转升降压型 Buck-Boost电路拓扑，有时又称为Inverting，其典型的电路结构如下图5所示： 同样地，根据Buck电路的分析方式，Buck-Boost电路的工作原理为： 3、Buck与Buck-Boost组合 金升阳K78系列的产品采用了Buck降压型的电路结构进行设计，是LM78XX系列三端线性稳压器的理想替代品，效率最高可达96%，不需要额外增加散热片，同时还兼有短路保护和过热保护，值得说明的是它能够完美支持负输出。 上面提到金升阳K78系列产品可以支持负输出，这是怎么做到的呢？ 从上面Buck电路以及Buck-Boost电路结构原理来看，主要的区别是两者二极管与功率电感的位置互换。因此，若将Buck电路的输出Vo引脚接成输入的GND，而之前的输入GND 就变成了负电压输出了，即变成了Buck-Boost的电路结构。对应到金升阳K78xx-500R2系列的产品就变成了如下图6所示的负输出。
开关电源几种拓扑结构的工作细节及波形
开关电源几种拓扑结构的工作细节 下面讲解几种拓扑结构的工作细节 ■降压调整器： 连续导电 临界导电 不连续导电 ■升压调整器 (连续导电) ■变压器工作 ■反激变压器 ■正激变压器 1、Buck-降压调整器-连续导电 ■电感电流连续。 ■Vout 是其输入电压 (V1)的均值。 ■输出电压为输入电压乘以开关的负荷比 (D)。 ■接通时，电感电流从电池流出。 ■开关断开时电流流过二极管。 ■忽略开关和电感中的损耗, D与负载电流无关。 ■降压调整器和其派生电路的特征是： 输入电流不连续 (斩波), 输出电流连续 (平滑)。
2、Buck-降压调整器-临界导电 ■电感电流仍然是连续的，只是当开关再次接通时“达到”零。这被称为“临界导电”。 输出电压仍等于输入电压乘以D。 3、Buck-降压调整器-不连续导电 ■在这种情况下，电感中的电流在每个周期的一段时间中为零。■输出电压仍然 (始终)是 v1的平均值。 ■输出电压不是输入电压乘以开关的负荷比 (D)。
■当负载电流低于临界值时,D随着负载电流而变化(而Vout保持不变)。 4、Boost升压调整器 ■输出电压始终大于（或等于）输入电压。 ■输入电流连续，输出电流不连续（与降压调整器相反）。 ■输出电压与负荷比（D）之间的关系不如在降压调整器中那么简单。在连续导电的情 况下： 在本例中，Vin = 5, Vout = 15, and D = 2/3. Vout = 15，D = 2/3.
5、变压器工作（包括初级电感的作用） ■变压器看作理想变压器，它的初级（磁化）电感与初级并联。 19、反激变压器 ■此处初级电感很低，用于确定峰值电流和存储的能量。当初级开关断开时，能量传送到次级。 6、Forward 正激变换变压器 ■初级电感很高，因为无需存储能量。
浅谈开关电源拓扑结构与工作方式电源布线规则
大功率开关电源短路啸叫 相信大家遇到过这种情况,开关电源在满载后突然将电源短路测试,有时候会听到电源有啸叫地情况；或者是在设置电流保护时,当电流调试到某一段位,会有啸叫,其啸叫地声音抑扬顿挫,甚是烦人,究其原因主要为以下： 当输出负载较大,接近电源功率极限时,开关变压器可能会进入一种不稳定状态:前一周期开关管占空比过大,导通时间过长,通过高频变压器传输了过多地能量;直流整流地储能电感本周期内能量未充分释放,经PWM判断,在下一个周期内没有产生令开关管导通地驱动信号或占空比过小;开关管在之后地整个周期内为截止状态,或者导通时间过短;储能电感经过多于一整个周期地能量释放,输出电压下降,开关管下一个周期内地占空比又会大……如此周而复始,使变压器发生较低频率(有规律地间歇性全截止周期或占空比剧烈变化地频率)地振动,发出人耳可以听到地较低频率地声音. 同时,输出电压波动也会较正常工作增大.当单位时间内间歇性全截止周期数量达到总周期数地一个可观比例时,甚至会令原本工作在超声频段地变压器振动频率降低,进入人耳可闻地频率范围,发出尖锐地高频“哨叫”.此时地开关变压器工作在严重地超载状态,时刻都有烧毁地可能——这就是许多电源烧毁前“惨叫”地由来,相信有些用户曾经有过类似地经历. 空载,或者负载很轻时开关管也有可能出现间歇性地全截止周期,开关变压器同样工作在超载状态, 同样非常危险. 针对此问题,可通过在输出端预置假负载地方法解决,但在一些“节省”地或大功率电源中仍偶有发生.当不带载或者负载太轻时,变压器在工作时所产生地反电势不能很好地被吸收.这样变压器就会耦合很多杂波信号到你地1.2绕组.这个杂波信号包括了许多不同频谱地交流分量.其中也有许多低频波,当低频波与你变压器地固有振荡频率一致时,那么电路就会形成低频自激.变压器地磁芯不会发出声音.我们知道,人地听觉范围是20--20KHZ.所以我们在设计电路时,一般都加上 选频回路.以滤除低频成份.,最好是在反馈回路上加一个带通电路,以防止低频自激.或者是将你地开关电源做成固定频率地即可. ?评论(已有0条) ?查看全文 2009-08-13地日记 日期：2009-08-13 13:24 磁环电感地磁导率计算方法 μo是真空中地磁导率4∏*10-7 H/m μ=μo*μr（磁环磁导率） 我们在工作中有时候会遇到这样地情况：已经知道了铁氧体线圈电感地感量,却不知道里边铁芯地磁导率,如果你抄过板你就知道了！下面提供一种科学地计算方法（取自赵修科老师地著作中） 例如：有一只为止磁导率地磁环线圈,已知内径为d20mm,外径为D40mm,高h为10mm,匝数为40,感量为100uH,求磁环地磁导率 解：磁路地长度为L= 1/2*∏*(d+D)=0.03∏(米) 磁芯截面积： A=1/2*h*(D-d)=1 cm2=10-4m2
超详细的反激式开关电源电路图讲解
反激式开关电源电路图讲解 一，先分类 开关电源的拓扑结构按照功率大小的分类如下： 10W以内常用RCC(自激振荡)拓扑方式 10W-100W以内常用反激式拓扑(75W以上电源有PF值要求) 100W-300W 正激、双管反激、准谐振 300W-500W 准谐振、双管正激、半桥等 500W-2000W 双管正激、半桥、全桥 2000W以上全桥 二，重点 在开关电源市场中,400W以下的电源大约占了市场的70-80%,而其中反激式电源又占大部分,几乎常见的消费类产品全是反激式电源。 优点：成本低,外围元件少，低耗能，适用于宽电压范围输入,可多组输出. 缺点：输出纹波比较大。(输出加低内阻滤波电容或加LC噪声滤波器可以改善) 今天以最常用的反激开关电源的设计流程及元器件的选择方法为例。给大家讲解如何读懂反激开关电源电路图! 三，画框图 一般来说，总的来分按变压器初测部分和次侧部分来说明。开关电源的电路包括以下几个主要组成部分，如图1 图1，反激开关电源框图
四，原理图 图2是反激式开关电源的原理图，就是在图1框图的基础上，对各个部分进行详细的设计，当然，这些设计都是按照一定步骤进行的。下面会根据这个原理图进行各个部分的设计说明。 图2 典型反激开关电源原理图 五，保险管 图3 保险管 先认识一下电源的安规元件—保险管如图3。 作用：安全防护。在电源出现异常时，为了保护核心器件不受到损坏。 技术参数：额定电压 ,额定电流 ,熔断时间。 分类：快断、慢断、常规 计算公式：其中：Po：输出功率 η效率：(设计的评估值)
Vinmin ：最小的输入电压 2：为经验值，在实际应用中，保险管的取值范围是理论值的1.5~3倍。 0.98： PF值 六，NTC和MOV NTC 热敏电阻的位置如图4。 图4 NTC热敏电阻 图4中的RT为NTC，电阻值随温度升高而降低,抑制开机时产生的浪涌电压形成的浪涌电流。 图4中RV为MOV压敏电阻，压敏电阻是一种限压型保护器件,过电压保护、防雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪、保护半导体元器件等 七，XY电容 图5 X和Y电容 如图X电容，Y电容。根据IEC 60384-14,安规电容器分为X电容及Y电容:1. X电容是指跨与L-N 之间的电容器, 2. Y电容是指跨与L-G/N-G之间的电容器。
开关电源各种拓扑结构集锦详解
开关电源各种拓扑集锦 1、先给出六种基本DC/DC变换器拓扑 依次为buck，boost，buck－boost，cuk，zeta，sepic变换器 以上六种拓扑被认为是DC/DC变换器的六种基本拓扑，不过也有专家认为最基本的拓扑是buck和boost，其他均由此演变而来。buck变换器为降压变换器，也是最常用的变换器，工程上常用的拓扑基本上是buck族的，如正激，半桥，全桥，推挽等等。boost变换器为buck的对偶拓扑，是升压变换器，常用于小功率板载电源，大功率PFC电路上，对于隔离的boost 变换器也有推挽，双电感，全桥等电路。buck－boost是反激变换器的原型，属于升降压变换器。后面三种电路不是很常用，都是升降压变换器。从效率的角度来说，这些变换器的输入和输出等同时候，效率最高。也就是buck最佳占空比为1，boost 为0，buck－boost为0.5。 2、正激变换器： A、绕组复位正激变换器
B、LCD复位正激变换器 C、RCD复位正激变换器 D、有源钳位正激变换器 E、双管正激
F、无损吸收双正激： G、有源钳位双正激 H、原边钳位双正激、 I、软开关双正激 评论：正激变换器是常用变换器之一，特别在中小功率场合。正激变换器属于单端变换器，所用开关管少，可靠性高，虽然变压器利用率低，但是在较高频率下其变压器磁通摆幅可以与双端变换器相当。但是开关管电压应力较大。双管正激开关管电压应力为输入电压，虽然用了两个管子，但是耐压低，导通电阻也小，损耗也小，同时散热面积相对大了，所以可靠性更好，在中大功率比较常用。但是双管正激实现软开关较难，就目前的一些拓扑来说，都需要辅助开关管来实现。如果能不加入辅助管而实现软开关，一定超有前途。 正激变换器也常用来交错并联，来扩大功率，能减小输出滤波器体积。
开关电源主回路拓扑结构概述_电源技术概要四8[1].21
开关电源主回路拓扑结构概述_电源技术概要㈣ 主回路——开关电源中，功率电流流经的通路。主回路一般包含了开关电源中的开关器件、储能器件、脉冲变压器、滤波器、输出整流器、等所有功率器件，以及供电输入端和负载端。 开关电源（直流变换器）的类型很多，在研究开发或者维修电源系统时，全面了解开关电源主回路的各种基本类型，以及工作原理，具有极其重要的意义。 开关电源主回路可以分为隔离史与非隔离式两大类型。 一、非隔离式电路的类型： 非隔离——输入端与输出端电气相通，没有隔离。 1、串联式结构 串联——在主回路中开关器件（下图中所示的开关三极管T）与输入端、输出端、电感器L、负载RL四者成串联连接的关系。 开关管T交替工作于通/断两种状态，当开关管T导通时，输入端电源通过开关管T及电感器L对负载供电，并同时对电感器L充电，当开关管T关断时，电感器L中的反向电动势使续流二极管D自动导通，电感器L中储存的能量通过续流二极管D形成的回路，对负载R继续供电，从而保证了负载端获得连续的电流。 串联式结构，只能获得低于输入电压的输出电压，因此为降压式变换。 2、并联式结构 并联——在主回路中，相对于输入端而言，开关器件（下图中所示的开关三极管T）与输出端负载成并联连接的关系。
开关管T交替工作于通/断两种状态，当开关管T导通时，输入端电源通过开关管T对电感器L充电，同时续流二极管D关断，负载R靠电容器存储的电能供电；当开关管T关断时，续流二极管D导通，输入端电源电压与电感器L中的自感电动势正向叠加后，通过续流二极管D对负载R供电，并同时对电容器C充电。 由此可见，并联式结构中，可以获得高于输入电压的输出电压，因此为升压式变换。并且为了获得连续的负载电流，并联结构比串联结果对输出滤波电容C的容量有更高的要求。 3、极性反转型变换器结构 极性反转——输出电压与输入电压的极性相反。电路的基本结构特征是：在主回路中，相对于输入端而言，电感器L与负载成并联。 开关管T交替工作于通/断两种状态，工作过程与并联式结构相似，当开关管T导通时，输入端电源通过开关管T对电感器L充电，同时续流二极管D关断，负载RL靠电容器存储的电能供电；当开关管T关断时，续流二极管D导通，电感器L中的自感电动势通过续流二极管D对负载RL供电，并同时对电容器C充电；由于续流二极管D的反向极性，使输出端获得相反极性的电压输出。 二、隔离式电路的类型：
开关电源拓扑结构
Power Supply Topologies reliable operation follow recommendations in datasheets and application notes.**Go to:https://www.360docs.net/doc/bc4676661.html, and place literature number in the “Key Word”box.For SEM topics,go to: https://www.360docs.net/doc/bc4676661.html,/seminars The Floating bar is a trademark of Texas Instruments. ?2008Texas Instruments Incorporated.Printed in the U.S.A. Printed on recycled paper. SLUW001D Application Notes:** Understanding Buck Power Stages in Switchmode Power Supplies (SLVA057)Controllers/Converters:TPS40020/21TPS40180TPS40007/09TPS40192/3TPS40040/41TPS40200TPS40075TPS5410/20/30/50TPS40077TPS54350/550TPS40140TPS62110 Application Notes:** Understanding Boost Power Stages in Switchmode Power Supplies (SLVA061)High Voltage Power Supply Using a Highly Integrated DC/DC Converter (SLVA137)Controllers/Converters:TPS40210/11UCC28070TPS61080UCC28220/21TPS61030UCC38C42TPS61100UCC3800TPS61200UCC38050/51(PFC)UCC28060(PFC)UCC3817A/18A (PFC)UCC28061UCC3809-1 Application Notes:** Understanding Buck-Boost Power Stages in Switchmode Power Supplies (SLVA059A)Controllers/Converters:TPS40200UC3572TPS40061UCC3801/01/02/03/04/05TPS40057UCC3807TPS5410/20/30/50UCC3810(Dual)TPS54350/54550UCC3813TPS63700UCC38C40/41/42/43/45Application Notes:** Versatile Low Power SEPIC Converter Accepts Wide Input Voltage Range (SLUA158)High Power Factor Preregulator Using the SEPIC Converter (SEM900)Controllers/Converters:TPS43000UCC3807TPS61130UCC3810(Dual)UCC38C40/41/42/43/44/45UCC3800/01/02/03/04/05/3813 Application Notes:** Design of Flyback Transformers and Inductors (SEM400)Discontinuous Current Flyback Converter Design (SEM300)Controllers: TPS23750/70(PoE)UCC35705/706UC3807UCC3800/01/02/03/04/05/3813UCC28220/21UCC3809UCC28600(Green Mode)UCC3810(Dual)UCC3570UCC38C40/41/42/43/44/45UCC35701/702 Application Notes:**25-W Forward Converter Design Review (SLUA276)Multiple Output Forward Converter Design (SEM1200)Controllers:UCC28220/21UCC3807UCC3570UCC3809UCC35701/702UCC3810(Dual)UCC35705/706UCC38C40/41/42/43/44/45UCC3800/01/02/03/04/05/3813 Application Notes:** 150-W Off-Line Forward Converter Design Review (SEM400)Practical Considerations in Current Mode Power Supplies (SLUA110)Controllers: UCC27200/01(MOSFET Driver)UCC28220/21UCC3807UCC3570UCC3809UCC35701/702UCC3810(Dual)UCC35705/706UCC38C41/44/45UCC3801/04/05/13 Application Notes:** Active Clamp and Reset Technique Enhances Forward Converter Performance (SEM1000)Design Considerations for Active Clamp and Reset Technique (SEM1100)Controllers: UCC2891,2,3,4,7UCC3580-1UC3824 Application Notes:** Practical Considerations in Current Mode Power Supplies (SLUA110)Zero Voltage Switching Resonant Power Conversion (SLUA159)Controllers:UC28025UCC3806UC3825A,B UCC3808A UCC27200/01(MOSFET Driver)UCC28089(2x 50%)UCC38083/84/85/86\ Application Notes:** 1.5MHz Current Mode IC Controlled 50-Watt Power Supply (SLUA053)The UC3823A,B and UC3825A,B Enhanced Generation of PWM Controllers (SLUA125)Controllers:UC28025UCC3806UC3825A,B UCC3808A UCC28089(2x 50%)UCC38083/84/85/86 Application Notes:** The UC3823A,B and UC3825A,B Enhanced Generation of PWM Controllers (SLUA125)Practical Considerations in Current Mode Power Supplies (SLUA110)Controllers:UC28025UCC3808A UCC27200/01(MOSFET Driver)UCC28089(2x 50%)UCC38083/84/85/86UCC3806UC3825A,B Application Notes:** Designing a Phase Shifted Zero Voltage Transition Power Converter (SEM900)Design Review:500-W,40-W/in3Phase Shifted ZVT Power Converter (SEM900)Controllers:UC3875UC3879UCC3895