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1,Nomi di base
Topologia di base comune di
■Dollaro dollaro
■ Aumenta la spinta
■Buck-Boost buck-boost
■Ritorno di riga
■Eccitazione avanti avanti
■Due transistor in avanti doppio transistor in avanti
■Push-pull push-pull
■Mezzo ponte Mezzo ponte
■ Ponte intero Ponte intero
■SEPIC
■C'uk
Forma d'onda di base della modulazione dell'ampiezza dell'impulso diQueste topologie sono tutte correlate ai circuiti di commutazione.
La forma d'onda base della modulazione dell'ampiezza dell'impulso è definita come segue:
2,Dollaro
caratteristica
■ Ridurre l'ingresso a una tensione inferiore.
■ Probabilmente il circuito più semplice.
■ Il filtro induttore/condensatore attenua l'onda quadra dopo la commutazione.
■ L'output è sempre inferiore o uguale all'input.
■ La corrente in ingresso è discontinua (chopping).
■ Corrente di uscita uniforme.
3、Aumenta
caratteristica
■ Aumentare la tensione in ingresso.
■ Uguale allo step-down, ma gli induttori, gli interruttori e i diodi sono riorganizzati.
■ Il rapporto di uscita è sempre maggiore o uguale all'ingresso (ignorando la caduta di tensione diretta del diodo).
■ Corrente di ingresso uniforme.
■ Corrente di uscita discontinua (chopping).
4、Buck-Boost
caratteristica
■ Un altro metodo di disposizione di induttori, interruttori e diodi.
■ Combina gli svantaggi dei circuiti buck e boost.
■ La corrente in ingresso è discontinua (chopping).
■ Anche la corrente in uscita è discontinua (chopping).
■ L'uscita è sempre opposta all'ingresso (notare la polarità del condensatore), ma l'ampiezza può essere minore o maggiore dell'ingresso.
■ Il convertitore "flyback" è in realtà sotto forma di isolamento del circuito buck-boost (accoppiamento del trasformatore).
5、Ritorno di ritorno
caratteristica
■ Funziona come un circuito buck-boost, ma l'induttore ha due avvolgimenti e funge sia da trasformatore che da induttore.
■ L'uscita può essere positiva o negativa, a seconda della polarità della bobina e del diodo.
■ La tensione di uscita può essere maggiore o minore della tensione di ingresso, che è determinata dal rapporto spire del trasformatore.
■ Questa è la topologia isolata più semplice.
■ È possibile ottenere più uscite aggiungendo avvolgimenti e circuiti secondari.
6、Avanti
caratteristica
■ Forma di accoppiamento del trasformatore del circuito step-down.
■ Corrente di ingresso discontinua e corrente di uscita uniforme.
■ Poiché viene utilizzato il trasformatore, l'uscita può essere maggiore o minore dell'ingresso e può avere qualsiasi polarità.
■ È possibile ottenere più uscite aggiungendo avvolgimenti e circuiti secondari.
■ Il nucleo del trasformatore deve essere smagnetizzato ad ogni ciclo di commutazione. La pratica comune è quella di aggiungere un avvolgimento con lo stesso numero di spire dell'avvolgimento primario.
■ L'energia immagazzinata nell'induttore primario durante la fase di accensione viene rilasciata attraverso avvolgimenti e diodi aggiuntivi durante la fase di spegnimento.
7、Avanti a due transistor
caratteristica
■ Due interruttori funzionano contemporaneamente.
■ Quando l'interruttore è spento, l'energia immagazzinata nel trasformatore inverte la polarità del primario e accende il diodo.
■ Principali vantaggi
■ La tensione su ciascun interruttore non supererà mai la tensione di ingresso.
■ Non è necessario reimpostare il binario di avvolgimento.
8、Push-Pull
caratteristica
■ L'interruttore (FET) guida diverse fasi ed esegue la modulazione dell'ampiezza dell'impulso (PWM) per regolare la tensione di uscita.
■ Buon rapporto di utilizzo della trasmissione di potenza dal nucleo del trasformatore in entrambi i semicicli.
■ Topologia a onda intera, quindi la frequenza di ondulazione in uscita è doppia rispetto a quella del trasformatore.
■ La tensione applicata al FET è il doppio della tensione di ingresso.
9、Mezzo ponte
caratteristica
■ La struttura topologica del convertitore di potenza superiore è molto comunemente utilizzata.
■ L'interruttore (FET) guida diverse fasi ed esegue la modulazione dell'ampiezza dell'impulso (PWM) per regolare la tensione di uscita.
■ Buon rapporto di utilizzo della trasmissione di potenza dal nucleo del trasformatore in entrambi i semicicli. E il rapporto di utilizzo dell'avvolgimento primario è migliore di quello del circuito push-pull.
■ Topologia a onda intera, quindi la frequenza di ondulazione in uscita è doppia rispetto a quella del trasformatore.
■ La tensione applicata al FET è uguale alla tensione di ingresso.
10、Ponte intero
caratteristica
■ La topologia più comunemente utilizzata dei convertitori di potenza superiore.
■ Gli interruttori (FET) vengono pilotati sotto forma di coppie diagonali e viene eseguita la modulazione di larghezza di impulso (PWM) per regolare la tensione di uscita.
■ Buon rapporto di utilizzo della trasmissione di potenza dal nucleo del trasformatore in entrambi i semicicli.
■ Topologia a onda intera, quindi la frequenza di ondulazione in uscita è doppia rispetto a quella del trasformatore.
■ La tensione applicata ai FET è uguale alla tensione di ingresso.
■ Ad una data potenza, la corrente primaria è pari alla metà del mezzo ponte.
11,Convertitore induttore primario single-ended SEPIC
caratteristica
■ La tensione di uscita può essere maggiore o minore della tensione di ingresso.
■ Come il circuito boost, la corrente di ingresso è uniforme, ma la corrente di uscita è discontinua.
■ L'energia viene trasferita dall'ingresso all'uscita attraverso un condensatore.
■ Sono necessari due induttori.
12、C'uk(Brevetto di Slobodan C'uk)
caratteristica
■ Inversione di uscita
■ L'ampiezza della tensione di uscita può essere maggiore o minore di quella di ingresso.
■ Sia la corrente di ingresso che quella di uscita sono uniformi.
■ L'energia viene trasferita dall'ingresso all'uscita attraverso un condensatore.
■ Sono necessari due induttori.
■ Gli induttori possono essere accoppiati per ottenere una corrente dell'induttore con ondulazione pari a zero.
13,Dettagli del lavoro del circuito
Spiegare i dettagli di funzionamento di diverse topologie di seguito.
■ regolatore buck:
Conduzione continua
Conduttività critica
Conduzione discontinua
■ Regolatore boost (conduzione continua)
■ Funzionamento del trasformatore
■ Trasformatore flyback
■ Trasformatore diretto
14、Buck-降压调整器-连续导电
■ La corrente dell'induttore è continua.
■Vout è il valore medio della tensione di ingresso (V1).
■ La tensione di uscita è la tensione di ingresso moltiplicata per il rapporto di carico (D) dell'interruttore.
■ All'accensione la corrente dell'induttore fuoriesce dalla batteria.
■ La corrente scorre attraverso il diodo quando l'interruttore è spento.
■ Ignorare le perdite negli interruttori e negli induttori e D non ha nulla a che fare con la corrente di carico.
■ Il regolatore buck ed i suoi circuiti derivati sono caratterizzati da:La corrente di ingresso è discontinua (chopping) e la corrente di uscita è continua (smoothing).
15,Conduzione critica del regolatore buck-buck
■ La corrente nell'induttore è ancora continua, ma "raggiunge" zero quando l'interruttore viene riacceso.Questa si chiama "conduzione critica".La tensione di uscita è ancora uguale alla tensione di ingresso moltiplicata per d.
16,Conduzione buck-buck regolatore-discontinua
■ In questo caso, la corrente nell'induttore è zero per un periodo di tempo in ciascun ciclo.
■ La tensione di uscita è ancora (sempre) il valore medio di v1.
■ La tensione di uscita non è la tensione di ingresso moltiplicata per il rapporto di carico (D) dell'interruttore.
■ Quando la corrente di carico è inferiore al valore critico, D cambia con la corrente di carico (mentre Vout rimane la stessa)
17,Aumenta il regolatore
■ La tensione di uscita è sempre maggiore (o uguale) alla tensione di ingresso.
■ Corrente di ingresso continua e corrente di uscita discontinua (contrariamente al regolatore buck).
■ La relazione tra la tensione di uscita e il rapporto di carico (D) non è così semplice come nei regolatori buck. Nel caso di conduzione continua:
In questo esempio, Vin = 5, Vout = 15 e D = 2/3. Vout = 15, D = 2/3.
18,Funzionamento del trasformatore (inclusa la funzione di induttore primario)
■ Il trasformatore è considerato un trasformatore ideale e la sua induttanza primaria (magnetizzazione) è collegata in parallelo al primario.
19,Trasformatore flyback
■ In questo caso l'induttanza primaria è molto bassa e viene utilizzata per determinare la corrente di picco e l'energia immagazzinata. Quando l'interruttore primario è spento, l'energia viene trasferita al secondario.
20,Trasformatore convertitore diretto
■ L'induttanza primaria è elevata perché non è necessario immagazzinare energia.
■ La corrente magnetizzante (i1) fluisce nell'"induttore magnetizzante" per smagnetizzare il nucleo magnetico (tensione inversa) dopo lo spegnimento dell'interruttore primario.
21,sommario
■ Qui viene esaminata la topologia circuitale più comune nella conversione della potenza di commutazione.
■ Esistono molte altre topologie, ma la maggior parte di esse sono combinazioni o variazioni delle topologie qui descritte.
■ Ogni topologia contiene compromessi di progettazione unici:La tensione applicata all'interruttoreE tagliare e livellare la corrente di ingresso e di uscita.Rapporto di utilizzo dell'avvolgimento
■ La scelta della topologia migliore richiede ricerca:E intervalli di tensione di ingresso e di uscita.
intervallo corrente
E il rapporto tra costo e prestazioni, dimensioni e peso.
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