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开关电源的三种拓扑结构
2016-12-01 17:41
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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。
2.1 Buck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
2.2 Boost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:
0
2.3 Buck-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:
问题是你用了N-MOS。当输出有电压后,VGS会变小,导致MOS管在恒流去(或说有一定的压降在MOS管上。)。所以大多数的开关电路一般都是用P沟道的管子(也考虑到P沟道Rds比较小,价格比较便宜)
下面三个图说明了这个问题。
例如,你在G极 10V时,输出约3V,反推理论上50%占空比峰值是6V;则Vgs=10-6V=4V,IRF840 ,这个数值大概就是Vgs的开启电压上限。
同理,开关信号20V。输出约8V,反推50%占空比峰值约16V;则Vgs=20-16=4V
而你选择了50V,理论输出最大数值是20V,则确保了Vgs的>>Vgs(on),则mos管全开了。输出等于理论了,
实际上,你把开关信号调到24V左右就满足了。
2.1 Buck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
2.2 Boost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:
0
2.3 Buck-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:
问题是你用了N-MOS。当输出有电压后,VGS会变小,导致MOS管在恒流去(或说有一定的压降在MOS管上。)。所以大多数的开关电路一般都是用P沟道的管子(也考虑到P沟道Rds比较小,价格比较便宜)
下面三个图说明了这个问题。
例如,你在G极 10V时,输出约3V,反推理论上50%占空比峰值是6V;则Vgs=10-6V=4V,IRF840 ,这个数值大概就是Vgs的开启电压上限。
同理,开关信号20V。输出约8V,反推50%占空比峰值约16V;则Vgs=20-16=4V
而你选择了50V,理论输出最大数值是20V,则确保了Vgs的>>Vgs(on),则mos管全开了。输出等于理论了,
实际上,你把开关信号调到24V左右就满足了。
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