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开关电源buck、boost和buck-boost电路资料下载
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2021-04-06
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基本概念
拓扑
拓扑，即电路的组成结构，如buck，boost，正激，反激，全桥，半桥等。其他电源电路都是以此发展而来。而最基本的电源拓扑只有3种：buck、boost和buck-boost电路。
电源电路的输入是输入电压Vin或网压，输出则分输出电压和输出电流。
线性调整器
传统的电压调整电路如线性调整器，是通过串联一个晶体管来实现分压的功能，使晶体管工作在线性区，以输出电压为反馈，改变晶体管的阻值，起可变电阻的作用，承受部分电压。承受的电压只能以热能形式消耗，因此效率非常低。（好处是没有噪声，没有电磁干扰（EMI））
用改变开关时间来提高效率
要提高效率，就不能用等效电阻耗能的方式（在工作条件不变的情况下，提高效率能够减小输入电流。这是采用开关方式的重要优点之一。）采用开关方式（半导体部件工作在开关区）可以提高效率，且配合电容*电感可更有效地利用能量。
常用的三种半导体元件
BJT（双极型晶体管）：电流控制型器件，适用于大电流工作。
MOSFET（场效应晶体管）：电压控制型器件，速度快，适用于高频，单负载大时，导通损耗就大（导通压降与电流成正比）
IGBT：适用于较低频率，大电流装置
在开关情况下实现连续的能量供给
引入储能元件 ， 想到使用电容以维持负载电压稳定。
电容会有浪涌电流（电容上电压不能突变，但电流可不一定），导致噪声和EMI。
用一个电阻串联以抑制浪涌电流（储桶式调整器），但电阻会提高能量的损耗（R*I^2）
采用电感限制电流 √
PS：电路中的开关元件不停地开/关，当开关断开时，电感很容易造成很高的电压，若此时没有回路能够释放电能，在开关处很容易产生高压电弧（开关触点距离越大，电压越高），最终，电感储能以热能和电火花形式消耗。因此，采用二极管续流的方式，产生一个电流回路。
开关频率与性能的关系
降低开关频率：提高效率（其他损耗减小），减小EMI
升高开关频率：减小电源体积，减小噪声
开关变换器的3种工作模式
-连续导通模式：CCM
-临界导通模式：BCM（临界模式属于CCM和DCM的极限情况）
-断续导通模式：DCM
伏秒平衡{重要}
稳定状态下：ΔIon=ΔIoff
即：Von*Ton=Voff*Toff [Von、Voff为电感两端电压]
在这种情况下，电感能够成功复位。输出稳定。
ps：Toff不一定等于T-Ton，仅指电压下降那段时间。
由公式：V=L*dI/dt得,电流的斜率由V/L决定。
达到伏秒平衡
开关导通期间电感和开关电流上升率为Von/L,开关关断期间电感和二极管电流下降斜率为Voff/L.
若等待足够长时间，电感电流会降为零(电感复位)。但若未等足够长时间就很快再次导通开关，则电流还会上升(爬高)
方法之一是等待足够大的Toff，再导通开关，但这样仍无法得到有效输出。
正确的方法是，与二极管串接一个电容，开关关断时，串联回路为电容充电，使电容电压达到Vo，以此增大Voff，同时电流下降速率Voff/L也增加，使Von与Voff相当，从而实现伏秒平衡。
一开始电流递增，数周期后达到稳定状态。电容每个周期都被充电，电流下降速率不断增大，直到到达平衡。
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评论(1)
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jf_57420206
2023-01-06
0 回复 举报内容讲的总结性很强，概括的也很全面，是一个非常不错普及参考资料，赞一个 收起回复
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