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开关稳压电源BUCK和BOOST的种类

现在,电子技术和应用迅速地发展,对电子仪器和设备的要求是:性能上,更加安全可靠,在功能上,不断地增加。在使用上自动化程度越来越高。在体积上,要日趋小型化。这使采用具有众多优点的开关稳压电源就显得更加重要了。所以,开关稳压电源在计算机、通信、航天、彩色电视等方面都得到了越来越广泛的应用,发挥了巨大的作用,这大大促进了开关稳压电源的发展,从事这方面研究和生产的人员也在不断地增加,开关稳压电源的品种和类型也越来越多。下面的组图给出了各种类型开关稳压电源的原理图。

 


(1)按激励方式划分
   他激式
   电路中转设激励信号的振荡器,电路形式如图6所示。

   自激式
   开关管兼作振荡器中的振荡管,电路形式如图7所示。

(2)按调制方式划分
   脉宽调制型
   振荡频率保持不变,通过改变脉冲宽度来改变和调节输出电压的大小,有时通过取样电路、耦合电路等构成反馈闭环回路,来稳定输出电压的幅度。
   频率调制型
   占空比保持不变,通过改变振荡器的振荡频率来调节和稳定输出电压的幅度。
   混合调制型
   通过调节导通时间的振荡频率来完成调节和稳定输出电压幅度的目的。

(3)按开关管电流的工作方式划分
   开关型
   用开关晶体管把直流变成高频标准方波,电路形式类似于他激式。
   谐振型
   开关晶体管与LC谐振回路将直流变成标准正弦波,电路形式类似于自激式。
(4)按开关晶体管的类型划分
   晶体管型
   采用晶体管作为开关管,电路形式如图6所示。
   可控硅型
   采用可控硅作为开关管,这种电路的特点是直接输入交流电,不需要一次整流部分,其电路形式如图5。
(5)按储能电感与负载的连接方式划分
   串联型
   储能电感串联在输入与输出电压之间,电路形式如图3所示。
   并联型
   储能电感并联在输入与输出电压之间,电路形式如图4所示。
(6)按晶体管的连接的连接方式划分
   单端式
   仅使用一个晶体管作为电路中的开关管,这种电路的特点是价格低,电路结构简单,但输出功率不能提高,其电路形式如图3、图4和图6所示。
   推挽式
   使用两个晶体管,将其连接成推挽功率放大器形式。这种电路的特点是开关变压器必须具有中心抽头,电路形式如图12。
   半桥式
   使用两个晶体管,将其连接成半桥形式。它的特点是适应于输入电压较高的场合。电路形式如图11。
   全桥式
   使用四个开关晶体管,将其连接成全桥形式。它的特点是输出的功率比较大。其电路形式如图13。
(7)按输入与输出的电压大小划分
   升压式
   输出电压比输入电压高,实际就是并联型开关稳压电源。
   降压式
   输出电压比输入电压低,实际就是串联型开关稳压电源。
(8)按工作方式划分
   可控整流型
   所谓可控整流型开关稳压电源,是指采用可控硅整流元件作为调整开关管,可由交流市电电网直接供电,也可用变压器变压后供电。(这种供电方式在开关稳压电源刚兴起的初期常常采用,目前基本上不太采用。)在可工作的半波内,截去正弦曲线的前一部分,这一部分所占角度称为截止角,导通的正弦曲线的后一部分称为导通角。依靠调节导通角的大小,可达到调整输出电压和稳定电压的目的。其电路如图10所式。

   斩波型
   斩波型开关稳压电源是指直流供电,输入直流电压加到开关电路上,在开关电路的输出端得到单向的脉动直流,经过滤波得到与输入电压不同的稳定的直流电压,电路还从输出电压取样,经过比较、放大、控制脉冲发生电路产生的脉冲信号,用以控制调整开关的导通时间和截止时间的长短或开关的工作频率,最后达到稳定输出电压的目的。电路的过压保护电路也是依据这一部分提供的取样信号来进行工作的,斩波型电路形式如图9所示。

   隔离型
   这种形式的开关电源是在输入回路与逆变电路之间,经过高频变压器(也可称为开关变压器),利用磁场的变化实现能量的传递,没有电流间的直接流通,隔离型开关稳压电源采用直流供电,经过开关电路,将直流电变成频率很高的交流电,再经变压器隔离、变压(升压或降压),然后经整流器整流,最后就可以得到新的、极性和数值各不相同的多组直流输出电压。电路从输出端取样,经放大后反馈至开关控制端,控制驱动电路的工作,最后达到稳定输出电压的目的。这种形式的开关稳压电源在实际稳压电源中应用最为广泛。

(9)按电路结构划分
   散件式
   整个开关稳压电源电路都是采用分立元器件组成的,它的电路结构较为复杂,可靠性较差。
   集成电路式
   整个开关稳压电源电路或电路的一部分是由集成电路组成的,这种集成电路通常为厚膜电路。有的厚膜集成电路中包括开关晶体管,有的则不包括开关晶体管。这种电源的特点是电路结构简单、调试方便、可靠性高。彩色电视机中常采用这种开关电源。
   以上五花八门的开关稳压电源的品种都是站在不同的角度,以开关稳压电源不同的特点命名的。尽管各种电路的激励方法、输出直流电压的调节手段、储能电感的连接方式、开关管器件种类以及串并联结构等各不相同,但是它们最后总可以归结为串联型开关稳压电源和并联型开关稳压电源这两大类。这两大类也正是作者对开关稳压电源的划分方法。
 

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