鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：906次 | 2019年12月26日
詳解開(kāi)關(guān)電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
主回路—開(kāi)關(guān)電源中，功率電流流經(jīng)的通路。主回路一般包含了開(kāi)關(guān)電源中的開(kāi)關(guān)器件、儲(chǔ)能器件、脈沖變壓器、濾波器、輸出整流器、等所有功率器件，以及供電輸入端和負(fù)載端。
開(kāi)關(guān)電源（直流變換器）的類型很多，在研究開(kāi)發(fā)或者維修電源系統(tǒng)時(shí)，全面了解開(kāi)關(guān)電源主回路的各種基本類型，以及工作原理，具有極其重要的意義。
開(kāi)關(guān)電源主回路可以分為隔離式與非隔離式兩大類型。
1.非隔離式電路的類型：
非隔離——輸入端與輸出端電氣相通，沒(méi)有隔離。
1.1.串聯(lián)式結(jié)構(gòu)
串聯(lián)——在主回路中開(kāi)關(guān)器件（下圖中所示的開(kāi)關(guān)三極管T）與輸入端、輸出端、電感器L、負(fù)載RL四者成串聯(lián)連接的關(guān)系。
開(kāi)關(guān)管T交替工作于通/斷兩種狀態(tài)，當(dāng)開(kāi)關(guān)管T導(dǎo)通時(shí)，輸入端電源通過(guò)開(kāi)關(guān)管T及電感器L對(duì)負(fù)載供電，并同時(shí)對(duì)電感器L充電，當(dāng)開(kāi)關(guān)管T關(guān)斷時(shí)，電感器L中的反向電動(dòng)勢(shì)使續(xù)流二極管D自動(dòng)導(dǎo)通，電感器L中儲(chǔ)存的能量通過(guò)續(xù)流二極管D形成的回路，對(duì)負(fù)載R繼續(xù)供電，從而保證了負(fù)載端獲得連續(xù)的電流。
串聯(lián)式結(jié)構(gòu)，只能獲得低于輸入電壓的輸出電壓，因此為降壓式變換。例如buck拓?fù)湫烷_(kāi)關(guān)電源就是屬于串聯(lián)式的開(kāi)關(guān)電源。上圖是在圖1-1-a電路的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)整流二極管和一個(gè)LC濾波電路。其中L是儲(chǔ)能濾波電感，它的作用是在控制開(kāi)關(guān)K接通期間Ton限制大電流通過(guò)，防止輸入電壓Ui直接加到負(fù)載R上，對(duì)負(fù)載R進(jìn)行電壓沖擊，同時(shí)對(duì)流過(guò)電感的電流iL轉(zhuǎn)化成磁能進(jìn)行能量存儲(chǔ)，然后在控制開(kāi)關(guān)T關(guān)斷期間Toff把磁能轉(zhuǎn)化成電流iL繼續(xù)向負(fù)載R提供能量輸出；C是儲(chǔ)能濾波電容，它的作用是在控制開(kāi)關(guān)K接通期間Ton把流過(guò)儲(chǔ)能電感L的部分電流轉(zhuǎn)化成電荷進(jìn)行存儲(chǔ)，然后在控制開(kāi)關(guān)K關(guān)斷期間Toff把電荷轉(zhuǎn)化成電流繼續(xù)向負(fù)載R提供能量輸出；D是整流二極管，主要功能是續(xù)流作用，故稱它為續(xù)流二極管，其作用是在控制開(kāi)關(guān)關(guān)斷期間Toff，給儲(chǔ)能濾波電感L釋放能量提供電流通路。
在控制開(kāi)關(guān)關(guān)斷期間Toff，儲(chǔ)能電感L將產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，流過(guò)儲(chǔ)能電感L的電流iL由反電動(dòng)勢(shì)eL的正極流出，通過(guò)負(fù)載R，再經(jīng)過(guò)續(xù)流二極管D的正極，然后從續(xù)流二極管D的負(fù)極流出，最后回到反電動(dòng)勢(shì)eL的負(fù)極。
對(duì)于圖1-2，如果不看控制開(kāi)關(guān)T和輸入電壓Ui，它是一個(gè)典型的反г型濾波電路，它的作用是把脈動(dòng)直流電壓通過(guò)平滑濾波輸出其平均值。
串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源輸出電壓uo的平均值Ua為：
