PWM DC/DC轉(zhuǎn)換器的基本電路
出處:cellee 發(fā)布于:2008-10-06 15:32:14
單端PWM DC/DC轉(zhuǎn)換器(以下簡稱PWM轉(zhuǎn)換器)是各種PWM轉(zhuǎn)換器(如雙端、AC/DC、軟開關(guān)等)的基本電路。PWM轉(zhuǎn)換器到底有多少基本電路說法不一,根據(jù)不同年代、不同文獻,有的說是13種,也有的說是14種或15種。本節(jié)所述的“PWM轉(zhuǎn)換器基本電路”,已概括包含了“單端”、PWM和DC/DC轉(zhuǎn)換器等的性質(zhì)。
現(xiàn)在一般認為,無變壓器的PWM轉(zhuǎn)換器主要有六種,即Buck、Boost、Buck-Boost、Cuk、SEPIC和Zeta。如圖左側(cè)給出了這六種基本電路,右側(cè)是這六種基本電路對應(yīng)的等效電路,等效的原則將在后面進行介紹。
20世紀80年代中期以前,國際公認的無變壓器PWM轉(zhuǎn)換器基本電路只有三種:即Buck(降壓)、Boost(升壓)、Buck-Boost(降升壓或升降壓)如圖中的(a)、(b)、(c)所示。其中,Buck和Boost電路互為對偶。
20世紀70年代中期,美國加州理工學院提出了一種新型PWM轉(zhuǎn)換器,稱為CukPWM轉(zhuǎn)換器(是以發(fā)明人S1obodan Cuk的姓命名的),如圖(d)所示。Cuk PWM轉(zhuǎn)換器與Buck ̄Boost PWM轉(zhuǎn)換器互為對偶,也是一種升降壓轉(zhuǎn)換器。到80年代中期以后,PWM轉(zhuǎn)換器基本電路增加到四種,其中有兩對是互為對偶的。
1976年,美國P.W.Clarke提出了一種有變壓器的“原邊電感式PWM轉(zhuǎn)換器”(Prima-ry Inductance Converter),簡稱PIC,1977年,Be11實驗室在PIC的基礎(chǔ)上提出了有變壓器的“單端原邊電感式(PWM)轉(zhuǎn)換器”(Sing1e Ended Primary Inductance Converter),簡稱(有變壓器的)SEPIC電路。如果用電感代替變壓器,就是圖(e)所示的無變壓器SEPIC電路,這是一種新的PWM DC/DC轉(zhuǎn)換器。其對偶電路稱為Dua1 SEPIC,或Zeta轉(zhuǎn)換器,如圖(f)所示。到1989年,無變壓器PWM轉(zhuǎn)換器基本電路增加到六種,其中有三對是互為對偶的。從這六種轉(zhuǎn)換器可以衍生出準諧振PWM轉(zhuǎn)換器,ZVS/ZCS-PWM轉(zhuǎn)換器和ZVT/ZCT PWM轉(zhuǎn)換器。

如圖 PWM轉(zhuǎn)換器的基本電路及其對應(yīng)的等效電路
如表給出了六種DC/DC單端PWM轉(zhuǎn)換器的輸出瑜入電壓比Uo/Ui。
如表 DC/DC單端PWM轉(zhuǎn)換器的輸出獺入電壓比Uo/Ui

注:
Ui為輸入電壓,Uo為輸出電壓;
占空比(尋通比)Du=Ton/Ts=1-Du=Toff/Ts;
Ton為開關(guān)管的導通時間,Toff為關(guān)斷時間;
Ts=Ton+Toff為開關(guān)周期
由如表可知,SEPIC和Zeta轉(zhuǎn)換器的輸出/輸入電壓比與Buck-Boots(以及Cuk)轉(zhuǎn)換器相同,它們也屬于升降式轉(zhuǎn)換器。
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