详解开关电源的三大根底拓扑

发表时间：2024-09-18 02:50:12 来源：服务中心

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　　现已深化到国民经济的各个职业傍边，规划师或是自行规划电源或是购买电源模块，可是这些电源不能脱离电源的各种电路拓扑。本文先介绍了的三大根底拓扑：Buck、Boost、Buck-Boost，并就这三者拓扑之间进行了简略地组合，得到了十分奇妙的电路，例如：正负输出电源、双向电源等，能够很好的满意比如运放供电、电池充放电等某些特别的需求。

　　开关电源三大根底拓扑为：Buck、Boost、Buck-Boost，大部分开关电源都是选用这几种根底拓扑或许其对应的阻隔方法，下面以电感接连形式进行简略介绍。

　　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：

　　当PWM驱动高电平使得NMOS管T导通的时分，疏忽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驱动低电平的时分，MOS管截止，电感电流不能骤变，通过续流二极管构成回路（疏忽二极管电压），给输出负载供电，此刻电感电流下降，如下图3所示，MOS截止时电感反向伏秒为：

　　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：

　　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：

　　同样地，依据Buck电路的剖析方法，Buck-Boost电路的作业原理为：

　　金升阳K78系列的产品选用了Buck降压型的电路结构进行规划，是LM78XX系列三端线性稳压器的抱负代替品，功率最高可达96%，不需求额定添加散热片，一起还兼有短路维护和过热维护，值得阐明的是它能够完美支撑负输出。

　　从上面Buck电路以及Buck- Boost电路结构原理来看，首要的区别是两者二极管与功率电感的方位交换。因而，若将Buck电路的输出Vo引脚接成输入的GND，而之前的输入GND

　　就变成了负电压输出了，即变成了Buck-Boost的电路结构。对应到金升阳K78xx-500R2系列的产品就变成了如下图6所示的负输出。

　　因而，用2只K7812-500R2的产品，完成BUCK与BUCK-BOOST电路相结合，能够取得12V输出，低的纹波和噪声能够给运放进行供电。

　　需求有必要留意一下的是，因为BUCK-BOOST电路在发动电流会比BUCK电路大一些，所以会在BUCK-BOOST电压输入端加一些缓冲类的器材。

　　Buck与Boost两者相结合，会得到什么样的电路和运用呢？依据不同的操控，能够让电源从高压降到低压，也能够将低压升到高压，能够称之为双向DC-DC变换器之一，典型的运用电路如下图：

　　DC-DC双向变换器现在首要运用在在各大充放电体系中，跟着储能器材的开展得到了广泛地运用，首要的职业在轿车电子，电梯节能体系等运用职业。

　　当T2管截止时，T1管与D1、L等器材构成了Buck型降压电路，能轻松完成对后级的负载进行供电;反之，当T1管截止，T2管与D2二极管、L等器材构成了Boost升压电路，对前端电源进行能量弥补。现在对T1和T2管的操控以模仿方法操控相对是比较困难，均是以数字操控方法为主。

　　下面是将超级电容运用到电梯能量收回体系中，将电机的能量在超级电容和直流母线之间进行彼此传递，降低了动力的损耗。

　　因为超级电容充放电电流比较大，一般的功率MOS管现已不适合运用，通常用IGBT来代替，而IGBT驱动在导通和关断的响应速度上，驱动电源挑选+15V 和-9V将会是比较抱负的，一方面+15V能够彻底供给正向驱动的电压，另一方面-9V又能够加快IGBT的关断。而QP12W05S-37是个不错的挑选。

　　根本电源拓扑结构中Buck降压型运用最多，可是各个根底拓扑组合运用，能处理许多类似于正负电源供电以及双向电源运用方面的问题。总归电源根底拓扑结构虽老，可是实践运用却能够千变万化。