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在電源行業工作3年多了,我發現很多電源工程師,竟然分不清楚開關3大拓撲,特别是一些新手工程師,那麼今天就要給大家講一講開關電源的三大拓撲。
想知道什麼是三大拓撲,首先,我們要知道什麼是電路拓撲?
電路開關拓撲就是功率器件和電磁元件在電路中連接的方式,而磁性元件設計,閉環補償電路設計及其它所有的電路設計都取決于拓撲,而基本的電路拓撲有三大種。
三種基本拓撲:
1、降壓型拓撲(Buck)
2、升壓型拓撲(Boost)
3、升降壓型拓撲(Buck/Boost)
1、 什麼是降壓型拓撲(Buck)?
如字面意思一樣,通過降壓拓撲把輸入電壓降低,即輸出電壓小于輸入電壓,比如輸入電壓是220V,輸出電壓降壓成了30V。
2、 什麼是升壓型拓撲?(Boost)
通過升壓拓撲把輸出電壓升高,即輸出電壓大于輸入電壓,比如輸入電壓是220V,輸出電壓升成了400V。
3、 什麼是升降壓型拓撲(Buck/Boost)?
通過升降壓型拓撲把輸入電壓降低或者升高,即輸出電壓既可以大于輸入電壓也可以小于(或等于)輸入電壓,比如輸入電壓為220V,輸出電壓為30V(降壓)或輸入電壓為220V,輸出電壓為(升壓)400V。
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對于初學者,如何快速學會三大拓撲結構呢?
首先,我們要知道構成拓撲的主要三大元件,電感、電容、二極管,這三大元件會構成一個回路。因此,在電路圖中主要看這三大元件構成的回路,就可以區分是哪種拓撲結構。
其中,電感的位置尤其重要。因此電感不同的位置就決定了三種不同的拓撲,如果電感的一端與輸出相連,就是降壓拓撲;如果電感的一端與輸入相連,就是升壓拓撲;如果電感的一端接地,就是升降壓拓撲。
如題目所言,本篇文章的目的是讓大家能夠在10分鐘之内學會三大拓撲,也許大家覺得這肯定是标題黨,但這次你卻錯了,本篇文章真的是實打實的幹貨。
為了大家真的能在10分鐘之内學會三大拓撲,我特地畫了三大拓撲的基本框圖,相信你看了圖上的三框圖,你肯定能在10分鐘之内學會3大拓撲結構。
三大基本拓撲原理圖
如圖1所示,我們先找出電感、二極管、電容構成的回路,再看電感一端連接的是輸入端,那麼圖1的就是升壓拓撲。
如圖2所示,我們還是同樣的先找出電感、二極管、電容構成的回路,再看電感一端連接的是輸出端,那麼圖就是降壓拓撲。
如圖3所示,我們依舊是先找出電感、二極管、電容構成的回路,再看電感一端連接的是地,那麼圖就是升降壓拓撲。
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看完了,我畫的框圖是不是覺得三大拓撲原來也不過如此,真的非常簡單。但是,有些同學可能還有疑問,看完你的框圖我是知道三大拓撲的不同之處了,但是,在實際的原理圖上,我就不懂如何區分了?
今天,我還特地畫了一個降壓拓撲的實際應用原理圖,這種原理圖在電源行業裡非常常見,市面上有很多電源芯片公司有這樣的應用,主要應用于低壓大電流領域。
降壓實際應用原理圖
我們用同樣的方法,先找出電感、二極管、電容這三元件形成的回路,其它的元器件,我先不理會,如圖所示,我用鉛筆框起來的部分,然後看電感的一端連接的輸出端,那麼這種應用就是降壓拓撲原理。
同樣的升壓和升降壓的具體原理圖,也是用同樣的方法,我就不一一舉例子了。
那麼今天分享的三大拓撲結構,你學會了嗎?希望對你有所幫助,有同是電源行業的工程師,可以一起學習交流。
參考書籍:《精通開關電源設計》
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