BOSHIDA電源模塊 電源基礎(chǔ)知識(shí)科普 基本開關(guān)變換拓?fù)?/p>

請注意，在些特定應(yīng)用場合， 人們使用這此相同的元器件進(jìn)行了許業(yè)其他的組合。大多數(shù)已通過實(shí)踐證明實(shí)用性不強(qiáng)，但在這里有兩個(gè)拓?fù)渲档靡惶帷?/p>

第一個(gè)即是組合了Buck 和Boost電路，稱之為“Buck 或Boost“變換器，如圖4.2所示。

該電路將Buck電路的輸人端和Boost電路的輸出端進(jìn)行組合，并在中間用一個(gè)共用電感結(jié)合起來。此種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)⑤敵鲭妷赫{(diào)節(jié)到一個(gè)固定的值， 同時(shí)輸入電壓可以在高于或低于輸出電壓的范圍內(nèi)連續(xù)變化。此電路的一個(gè)重要應(yīng)用是鋰(Li-ion)電池充電電路，它將固定的低電壓(例如從33V電源電壓)向鋰離子(Li-ion)電池進(jìn)行充電，其輸出電壓會(huì)從2.7V充電到4.5V。

分析此電路，可以看到，該電路是一個(gè)降壓或升壓結(jié)構(gòu)， 因?yàn)楫?dāng)VIN 低于VouT時(shí)，輸入開關(guān)管保持導(dǎo)通，輸人整流二極管截止， 而升壓電路正常工作以調(diào)節(jié)輸出。然而，當(dāng)VIN 高于VouT時(shí)，升壓開關(guān)管保持截止，輸出整流二極管持續(xù)導(dǎo)通，而輸入二極管作為續(xù)流使用，降壓電路對(duì)輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。設(shè)計(jì)時(shí)必須要注意，以確保各個(gè)狀態(tài)之間的平穩(wěn)過渡。

除了不受限制的VIN、VouT 關(guān)系之外，另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)只用一個(gè)電感。但一個(gè)隱藏的缺點(diǎn)就是在半導(dǎo)體器件數(shù)量上增加了一倍，而其中每個(gè)半導(dǎo)體器件卻還沒有被充分使用，這會(huì)增加導(dǎo)通損耗，另外還需要給兩個(gè)功率開關(guān)管提供單獨(dú)柵極驅(qū)動(dòng)電路。

另一個(gè)比較實(shí)用的電路是組合了Boost和Flyback的變換器，這稱之為SPEIC電路，它是一個(gè)單端原邊電感轉(zhuǎn)換器，如圖4.3所示。

該電路可以通過單個(gè)對(duì)地參考的開關(guān)管來實(shí)現(xiàn)輸出高于或低于輸人電壓工作，由于開關(guān)管是對(duì)地的，從而簡化了柵極驅(qū)動(dòng)。電感位于輸入端，可以更容易濾除掉輸入端的噪聲，并且通過串聯(lián)電容可以提供浪涌電流控制和實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。另一個(gè)好處是串聯(lián)電容將鉗位兩個(gè)半導(dǎo)體器件(開關(guān)管和整流二極管)上的峰值電壓。雖然也需要兩個(gè)電感.但因?yàn)檫@兩個(gè)電感的繞組可以纏繞在同一個(gè)磁芯上，所以這個(gè)還是可以接受的。但是，此拓?fù)涞奶魬?zhàn)在于，主回路中流過所串聯(lián)的電容的電流有效值很大，如何通過設(shè)計(jì)補(bǔ)償電路來確保系統(tǒng)穩(wěn)定。同時(shí)由于開關(guān)管和整流二極管都必須承受截止關(guān)斷時(shí)的高電壓，幅值為( VIN+ VouT ), 并且其電流大小為輸人和輸出電流峰值的電流之和，這對(duì)半導(dǎo)體器件選型提出了較高的要求，所以還需要考慮成本和效率上的折中。