隔離型開關(guān)變換器拓撲

正激式電路(電流連續(xù)模式-CCM)

正激式電路，主要元器件為變壓器、半導(dǎo)體開關(guān)、電感、續(xù)流二極管、電容，開關(guān)管斷開和閉合兩種情況，如圖所示：

正激式電路計算公式如下：

變壓器的作用：輸入、輸出隔離，變壓

正激電路的正激式變壓器激勵電感足夠大

正激電路是Buck電路的隔離形式

在電流連續(xù)模式，輸出電壓、電流與電感和頻率無關(guān)

正激式電路工作波形，如圖所示：

正激式電路(電流斷續(xù)模式-DCM)

正激式電路，主要元器件為變壓器、半導(dǎo)體開關(guān)、電感、續(xù)流二極管、電容，開關(guān)管斷開和閉合兩種情況，如圖所示：

正激式電路計算公式如下：

如果負載變輕，則電感電流中斷，進入斷續(xù)模式

電感電流斷續(xù)將使得輸出電壓升高

減小電感、降低頻率和減輕負載都可能使電路進入DCM

正激式電路工作波形，如圖所示：

反激式電路(電流連續(xù)模式)

反激式電路，主要元器件為變壓器、半導(dǎo)體開關(guān)、續(xù)流二極管、電容，開關(guān)管斷開和閉合兩種情況，如圖所示：

反激式電路計算公式如下：

反激電路看似沒有儲能電感，實際上變壓器的激磁電感起了儲能的作用，所以反激變壓器需要氣隙

在換流瞬間，磁鏈不變，即安匝不變

反激電路是Buck-Boost電路的隔離形式

反激式電路(電流斷續(xù)模式)

反激式電路，主要元器件為變壓器、半導(dǎo)體開關(guān)、續(xù)流二極管、電容，開關(guān)管斷開和閉合兩種情況，如圖所示：

反激式電路計算公式如下：

斷續(xù)模式將使得輸出電壓升高

如果負載為零，則輸出電壓趨向無限大，因此需要“假”負載

推挽(Push-Pull)變換器

推挽變換器電路，主要元器件為變壓器、半導(dǎo)體開關(guān)、電感、續(xù)流二極管、電容，開關(guān)管斷開和閉合兩種情況，如圖所示：

推挽變換器電路S2斷開，S1閉合和斷開時計算公式如下：

相當(dāng)于兩個正激電路交替工作

兩個開關(guān)可以共地，便于驅(qū)動

開關(guān)管承受兩倍的輸入電壓

電感電流占空比是開關(guān)占空比的兩倍，可以接近1

變壓器需要四個繞組，兩個抽頭

變壓器不需要專門復(fù)位電路

推挽變換器電路S2斷開，S1閉合和斷開時工作波形，如圖所示：

雙管正激電路

雙管正激電路，主要元器件為變壓器、半導(dǎo)體開關(guān)、電感、續(xù)流二極管、電容，開關(guān)管斷開和閉合兩種情況，如圖所示：

雙管正激電路計算公式如下：

由于變壓器勵磁電壓和復(fù)位電壓相同，占空比<0.5，變壓器自動復(fù)位，復(fù)位能量回收至電源

高端開關(guān)管要高端側(cè)驅(qū)動

開關(guān)管承受電壓小

變壓器單端工作

半橋變換器電路

半橋變換器電路，主要元器件為變壓器、半導(dǎo)體開關(guān)、電感、續(xù)流二極管、電容，開關(guān)管斷開和閉合兩種情況，如圖所示：

半橋變換器電路，S2斷開，S1閉合和斷開時計算公式如下：

兩個開關(guān)對稱交替動作(每個50%占空比)，開關(guān)負擔(dān)減輕

變壓器磁通雙向工作，磁芯利用率高

電感器最大占空比可達100%，且勵磁頻率翻倍

兩個電容自然起了隔直作用，如開關(guān)特性不完全對稱，母線電容直流電壓偏移可以自動實現(xiàn)變壓器伏秒積平衡

半橋變換器電路工作波形，如圖所示：

全橋變換器電路

全橋變換器電路，主要元器件為變壓器、半導(dǎo)體開關(guān)、電感、續(xù)流二極管、電容，開關(guān)管斷開和閉合兩種情況，如圖所示：

全橋變換器電路，S2、S3斷開，S1、S4閉合和斷開時計算公式如下：

較半橋電路，功率增大兩倍，因為原邊電壓兩倍

變壓器磁通雙向工作，磁芯利用率高

電感器最大占空比可達100%，且勵磁頻率翻倍

如開關(guān)特性不完全對稱，可增加隔直電容以平衡變壓器伏秒積

全橋變換器電路工作波形，如圖所示：

基本拓撲簡單對比

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