全桥DC/DC 变换器的电路如图所示。全桥DC/DC变换器多用于大功率等级的电源中,其主要特点有:第一,变压器利用率比较高,空载能量可以反馈给电网,电源效率高;第二,稳态无静差,动态响应速度快,系统稳定,抗高频干扰能力强。
图 全桥DC/DC变换器的电路图
半桥DC/DC变换器的电路图
半桥DC/DC变换器的电路如图所示。其中,变压器T1起隔离和传递能量的作用。开关管Q1导通时Np绕组上承受一半的输入电压,副边绕组电压使VD1导通,反之亦然。在输出田路中,VD1、VD2、 Lo、Co共同组成整流滤波电路。
双管反激DC/DC变换器电路图
双管反激DC/DC变换器的电路如所示。其中,变压器T1起隔离、传递、储存能量的作用9即在开关管Q1、Q2开通时储存能量,开关管Q1、Q2关断时Np向Ns释放能量,同时Np的漏感将通过VD1、VD2返回给输入信号,可省去RCD漏感尖峰吸收电路。在输出端要加由电感器Lo和电容Co组成的低通滤波器。输出回路中需有一个整流二极管VD3。
单端正激DC/DC变换器电路图
单端正激DC/DC变换器的电路如图所示。其中,变压器T1起隔离和变压作用,在输出端加一个电感器Lo(续流电感),起能量储存及传递作用。变压器初级需有复位绕组Np。在实际应用中,此绕组用RCD吸收电路取代亦可,如果芯片的辅助电源以反激方式供给,则也可削去调整管的部分峰值电压(相当于一部分复位绕组)。输出回路中需有一个整流二极管VD1和一个续流二极管VD2。变压器使用无气隙的磁芯,故其铜损较小,温升较小,并且其输出的纹波电压较小。
图 单端正激DC/DC变换器的电路图
推挽式DC/DC变换器的电路图
推挽式DC/DC ffi换器的电路如图所示。其中,变压器T1起离和传递能量的作用。在开关管Q1开通时,变压器T1的Np1绕组工作并与副边的Ns1绕组耦合;在开关管Q1关断时,Np1向Ns1释放能量,反之亦然。在输出端曲续流电感器Lo和VD1、VD2组成副边整流电路。在电路设计中。开关管两端应设有RC吸收电路,以吸收开关管关断时所产生的尖峰浪涌。
无隔离的DC/DC变换电路图
对于输入与输出电压不需隔离而只用一个工作开关和L、D、C组成的变换器电路,其最基本的形式有如下3种:降压式变换器(Buck Converter)、升压式变换器(BoostConverter) 和降/升压:式变换器 (Buck-Boost Converter)。其电路原理如图所示。
1.降压式变换器
如图(a)所示9为降低输出纹波,在输出端接入电感L和电容C。图中的VD为续流二极管。降压式变换器输出电压的平均值Vo总是小于输入电压Vin。电感中的电流iL是否连续,取决于开关频率、滤波电感L和电容C的参数值。
图 无隔离的DC/DC变换电路
当电路的工作频率较高时,若电感的电感值和电容的电容量足够大,且为理想元件,则电路进入稳态后9可以认为输出电压为常数。当晶体管VT导通时,电感中的电流呈线性上升;当晶体管VT截止时,电感上中的电流不能突变,其上的感应电动势使二极管导通。在稳态时,困为电感滤波保持了直流分量,消除了谐波分量,所以输出电流平均值为Io=Vo/RL;,其中RL为负载电阻的阻值。
2.升压式变换器
图(b)所示为升压式变换器,它由功率晶体管VT、储能电感L、二极管VD及滤波电容C组成。当晶体管VT导通时,电源向电感储能,电感电流增大,感应电动势的极性为左正右负,负载曲电容C供电。当VT止时,电感电流减小,感应电动势的极性为左负右正,电感释放能量,与输入电压一起经二极管VD向负载供电,同时向电容C充电。这样把低压直流电变换成高压直流电。
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3.降/升压式变换器
图(c)所示为降/升压式变换器,其输出电压的平均值Vo大于或小于输入电压Vin,它们的极性相反。