选用何种开关电源拓扑

时间：2024-11-11 06:07:11

　　开端设想电源时，首要思量的是接纳何种基础拓扑。设想中，拓扑的范例与电源各个构成部份的安置无关。这类安置与电源能够在何种环境下平安事情以及能够给负载供应的最大功率亲近相干。这也是设想中功能价钱折衷的关头点。每种拓扑都有本人的好处，有的拓扑大概本钱比较低，但输入的功率遭到限定；而有的能够输入足够的功率，但本钱比拟高档。在一种使用场所下，有好几种拓扑能够事情，但惟独一种是在请求的本钱范围内功能最佳的。表3-1 总结了种种百般拓扑及其响应的好处。
　　表3-1 PWM开关电源拓扑的比拟
　

　　抉择最合适的拓扑要思量的首要要素有：
　　Ｋ输出输入是不是需求断绝？
　　Ｌ加在变压器一次侧或电感上的电压值有多大？
　　Ｍ经由过程开关管的峰值电流多大？
　　Ｎ加在开关管上的最高电压是多少？
　　无变压器断绝的拓扑能够用在分布式电源体系中的板载变换器中。在分布式电源体系中，经由过程直流电压总线向体系中各个模块供电，每一个模块都有本人的板载电源。母线电压普通来说是平安的，也便是对应用该装配的操纵职员来讲不至于致命，是以可选择无断绝变换器。笔者倡议在大部分使用场所下，经由过程变压器举行断绝。相对变压器断绝对负载的维护来讲，这类本钱的增添很小。在输出直流电压高于40V的情况下，开关电源都请求用变压器断绝。
　　加在变压器一次侧上的电压巨细抉择了经由过程开关管的峰值电流。因为开关电源的功率必定，一次电压越低，峰值电流就越大，以餍足输入功率的请求。关于 TO-220封装的功率和MOSFET来讲，保举的最大峰值电流是20A。假如超过20A，开关管就轻易毁坏，对功率器件举行维护也很艰苦。使用其余拓扑，也许能够减小峰值电流。
　　开关管经受的最大电压越大，

　　开关管就越有大概跨越它的平安事情区（SOA)。在开关电源中，电压尖峰是很罕见的，以是常常涌现电压尖峰跨越开关管击穿电压的情形。关于有变压器断绝的拓扑，工业上依据分歧的使用范围应用某一响应的拓扑，

见图 3-8 〇反激式电路拓扑（见图3- 12)，因为拥有应用兀器件少、本身固有服从比较高的特色，在功率低于100～150W的场所异常受欢迎。然则，反激式电路的电流峰值比正激式电路高不少，因此在至关低的输入电压下，也大概超越开关管的SOA。在150～ 500W范围内，半桥电路（见图3-15)比拟经常使用。它应用的比较多，但还是能够接收的。半桥电路输出电压惟独一半加在变压器一次侧，这致使电流峰值增添。是以半桥电路只在500W或更低输入功率场所下应用。跨越500W到几千瓦的情况下，应用全桥电路（见图3-16)。电路应用四个开关管，其中有两个需要浮地驱动，以是它的元器件本钱最高。但考虑到它的输入功率比较大，以是这种本钱的增添仍是值得的。在这类场所下，也能够应用推挽式电路（见图3-14)，但它有潜伏的偏磁风险，也便是变压器磁通的运转局限对尽好曲线的“零点” 黑白对称的。这会致使变压器朝着一个偏向饱和，当负载跳变时，在几个纳秒内会将变压器销毁。为了避免这类情形产生，能够接纳电流环或拥有脉冲电流逐周维护的电压环操纵。

　　经由过程表3-1和图3-8，可以对何种使用场所下选用哪类拓扑有一个比拟清楚的意识，从而能够抉择适宜的拓扑。图3-9～图3-16给出了经常使用的PWM开关电源的拓扑、首要波形和一些估量的参数。