福利到!高手淺析DC-DC變換器的拓撲性能
發布時間:2015-08-03 責任編輯:echolady
【導讀】DC-DC變換拓撲性能分為串聯和並聯兩種,串並聯諧振DC-DC變換器結合串聯和並聯的變換器結構優勢,半橋串聯諧振結構的DC-DC變換開關損耗小,拓撲結構簡單,本文就針對這兩種拓撲結構進行淺析。
串並聯諧振DC-DC變換器拓撲性能
目前市麵上常見的串並聯諧振結構的轉換器,其基本電路圖大多如下圖所示。從下圖中我們可以看到,該種類型的轉換器諧振網絡由三個諧振元件(Lr、Cs和Cp)zucheng。congdianlujiegoushangkan,zhezhongchuanbinglianshidexiezhenzhuanhuanqijiehelechuanlianhebinglianjiegouliangzhongzhuanhuanqidetedian。tadexiezhendianliuhuibibinglianxiezhendianludexiezhendianliuyaoxiao,yinxiezhendianrongCp的存在,串並聯轉換器在空載時能夠很好的調節輸出電壓。同時,由於輸出端傳接Lf電感,不僅有效匹配了回路阻抗值,也可以改善輸出電流的紋波狀態。

圖為串並聯諧振DC-DC變換器電路圖
然而,盡管串並聯諧振結構的轉換器擁有串聯、binglianliangzhongzhuanhuanqideyoushi,danshizhezhongjiegoudexiezhenzhuanhuanqizaizuoweidianyuanshiyongshi,yebukebimiandecunzaiyixiequedian。qizhongzuiyanzhongdeyigewentishizaizhegedianluxitongzhongtongshibaohanyousangexiezhenyuanjian,yidanchuxianguzhangdehuagongchengshihennankuaisudepanduanguzhangjiedianweizhi,fenxiqilaibijiaofuza。tongshi,zhezhongjiegoushiqizaiqingzaizhuangtaixiashijuyoubijiaodidexiaolv,yebushihezaigaodeshurudianyazhuangtaixiayingyong。
半橋串聯諧振DC-DC變換器拓撲性能
半橋串聯諧振結構的DC-DC變換器目前被廣泛的應用在汽車、工業和電網係統中,這種變換器具有開關損耗小、拓撲結構相對簡單等優勢,是一種相對而言比較基礎的變換器類型。
下圖中展示的是半橋串聯諧振DC-DC變換器的基本拓撲結構。可以從圖中看出,它是由兩個功率的MOS管Q1、Q2組成開關網絡,諧振電容Cr和諧振電感Lr串聯組成諧振網絡。由於諧振網絡與負載相串聯,所以從結構上看,諧振網絡和負載構成一個分壓器。

圖為半橋串聯諧振(SRC)變換器拓撲
在工作中,半橋串聯諧振的DC-DC轉(zhuan)換(huan)器(qi)通(tong)過(guo)改(gai)變(bian)開(kai)關(guan)管(guan)的(de)開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)進(jin)行(xing)轉(zhuan)換(huan),諧(xie)振(zhen)網(wang)絡(luo)的(de)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)頻(pin)率(lv)也(ye)將(jiang)同(tong)步(bu)發(fa)生(sheng)改(gai)變(bian),諧(xie)振(zhen)網(wang)絡(luo)的(de)阻(zu)抗(kang)也(ye)將(jiang)發(fa)生(sheng)改(gai)變(bian),並(bing)進(jin)一(yi)步(bu)影(ying)響(xiang)負(fu)載(zai)端(duan)的(de)電(dian)壓(ya)發(fa)生(sheng)相(xiang)應(ying)的(de)變(bian)化(hua)。由(you)於(yu)這(zhe)種(zhong)分(fen)壓(ya)作(zuo)用(yong),串(chuan)聯(lian)諧(xie)振(zhen)變(bian)換(huan)器(qi)的(de)直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya)增(zeng)益(yi)≤1,當電路的開關頻率工作在諧振頻率Lr和Cr諧振點時,諧振網絡的阻抗達到最小,輸入的電壓絕大部分傳遞到負載端,此時變換器的直流電壓增益最大為1。作為一種相對而言比較基礎的、應用也非常廣泛的轉換器,串聯諧振型的DC-DCzhuanhuanqizaigongzuozhongdeyoudianshidianlutuopujiegoubijiaojiandan,tadeguanduansunhaohekaiguansunhaobijiaoxiao,qiemeiyoushuchulvbodiangan,yincifubianzhengliuerjiguanshangdedianyayingliyebijiaoxiao。chucizhiwai,gaileixingdebianhuanqidianluxunhuandianliubijiaodi,nengliangxunhuanyexiangduijiaodiyixie。
但(dan)串(chuan)聯(lian)諧(xie)振(zhen)變(bian)換(huan)器(qi)在(zai)作(zuo)為(wei)電(dian)源(yuan)來(lai)使(shi)用(yong)時(shi)也(ye)有(you)一(yi)些(xie)自(zi)身(shen)的(de)缺(que)點(dian)。一(yi)個(ge)比(bi)較(jiao)大(da)的(de)缺(que)陷(xian)就(jiu)是(shi)它(ta)的(de)選(xuan)擇(ze)性(xing)比(bi)較(jiao)差(cha),由(you)於(yu)諧(xie)振(zhen)網(wang)絡(luo)與(yu)案(an)件(jian)與(yu)負(fu)載(zai)串(chuan)聯(lian),開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)直(zhi)接(jie)受(shou)到(dao)負(fu)載(zai)電(dian)路(lu)的(de)影(ying)響(xiang),因(yin)此(ci)在(zai)輕(qing)載(zai)或(huo)空(kong)載(zai)時(shi)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)無(wu)法(fa)調(tiao)整(zheng)。除(chu)此(ci)之(zhi)外(wai),串(chuan)聯(lian)諧(xie)振(zhen)變(bian)換(huan)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)直(zhi)流(liu)濾(lv)波(bo)電(dian)容(rong)必(bi)須(xu)承(cheng)受(shou)較(jiao)高(gao)的(de)紋(wen)波(bo)電(dian)流(liu)、而er當dang輸shu出chu電dian壓ya增zeng加jia時shi,開kai關guan頻pin率lv必bi須xu提ti高gao以yi維wei持chi輸shu出chu電dian壓ya的de穩wen定ding,諧xie振zhen網wang絡luo的de能neng力li將jiang增zeng加jia且qie產chan生sheng較jiao高gao的de關guan斷duan電dian流liu,因yin此ci不bu適shi合he在zai高gao輸shu入ru電dian壓ya下xia應ying用yong。
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