3 非隔离型电路2009 3 18.pptVIP

* 数字电路第一章数字电路基础 电子信息工程系 基础教研室 概述 第二章 开关电源主电路设计 南京信息职业技术学院 Nanjing College of Information Technology 开关电源工程设计及应用 电子教案 一、开关电源中主电路分类 对开关电源主电路工作原理的深入理解是进行开关电源电路选型的基础，也是主电路和控制电路参数设计的基础。 开关电源中的主电路是开关电源的核心电路。 根据电路输出端和输入端是否电气隔离以及电路的结构形式，可将 开关电源中的主电路分为以下两种： （1） 非隔离型：降压型、升压型、升降压性、Cuk型 （2） 隔离型：正激型、反激型、半桥型、全桥型、推挽型 各种不同的电路有不同的特点和应用场合，非隔离型比隔离型电路 结构简单、成本低、但多数开关电源需要输出端和输入端隔离，或者需 要多组相互隔离的输出。 1、基本的直流-直流变换器和它的输出波形 隔离型电路的应用较广泛，而非隔离型电路也有不少应用，如开关型 稳压器、直流斩波器等。 直流-直流变换器也称为斩波器，通过对电力电子器件的通断控制， 将直流电压断续地加到负载上，通过改变占空比改变输出电压平均值。 一、开关电源中主电路分类 开关管导通时，输出电压等于Ud；开关管关断时，输出电压等于0。输 出电压的平均值Uo为 改变负载输出电压方法：开关周期不变， 改变开关导通时间，即脉冲宽度调制（PWM） 基本的DC/DC变换器 二、降压型（Buck）电路 降压变换器也称为Buck变换器，正如名字所定义的，降压变换器的 输出电压Uo低于输入电压Ud。 该电路存在电感电流连续模式（Continuous Conduction Mode-CCM)和 电感电流续模式（Discontinuous Condution Mode-DCM）两种模式。 1、线路组成 开关管导通时，电感电流iL不断增长， 二极管处于断态； 开关管关断时，电感电流经二极管 续流，电感电流不断减小。 直到开关管再次开通，开始下一个 周期。 2、工作原理 电感电流连续工作模式 由公式可看出，降压型电路的输出电压不可能高于其输入电压，且与 输入电压极性相同。 3、主要关系式 降压型电路常用于降压型直流开关稳压器、不可逆直流电动机调速 等场合。 二、升压型（Boost）电路 在下面的稳态分析中，输出端的滤波电容器假定为足够大以确保 输出电压保持恒定。 升压型电路常用于将较低的直流电压变换成较高的直流电压，如 电池设备中的升压电路、液晶背光电源等。 另一重要用途是作为单相功率因数校正电路。 1、线路组成 2、工作原理 当开关管导通时，输入电源的电流流过电感和开关管，二极管反向偏置，输出与输入隔离。 当开关管断开时，电感的感应电势使二极管导通，电感电流iL通过二极管和负载构成回路，由输入电源向负载提供能量。 升压型电路的输出电压不可能低于其输入电压，且与输入电压极性相同。 避免D趋于1，以免造成电路损害。 3、主要数量关系 三、升降压型（Boost-Buck）电路 该电路同样存在电感电流连续 和电感电流断续两种模式。 升降压型电路可以灵活地改变电压高低，还能改变电压极性，常用于电池供电设备中产生负电源的电路，还用于各种开关稳压器中。 1、线路组成 2、 当0＜a ＜1/2时为降压，当1/2＜a ＜1时为升压，故称为升降压电路。 3 四、 Cuk电路 Cuk电路结构较 佳，但复杂、应 用不广。 五、 各种不同类型的非隔离型电路比较 1、DC/DC变换其中升压和降压型是最基本的，很多种电路都是这两种派 生的。 2、降压型：只能降压，不能升压，输入与输出同极性，输入电流脉动大，输出电流脉动小，结构简单。 3、升压型：只能升压，不能降压，输入与输出同极性，输入电流脉动 小，输出电流脉动大，不能空载工作，结构简单。 4、升降压型：能升压，能降压，输入与输出极性相反，输入输出电流脉 动大，不能空载工作，结构简单。 5、在实际应用中，就电气特性而言，没有那种DC/DC变换器是最佳的， 不同的应用场合，应选取不同的最适合的变换器。 * * * 数字电路第一章数字电路基础 电子信息工程系 基础教研室