AC-DC/DC-DC转换
多年来,开关模式电源转换器已在工业、商业、公用事业和消费市场等多个领域的现代电子技术中得到广泛应用。对于基于低功耗DC/DC转换的应用,大多数现代电源转换是使用三种主要类型的电源转换器来完成的 - 降压,升压和降压 - 升压。然而,一些特定的电子威廉希尔官方网站 需要输出侧具有负电压的电源。反相开关转换器是一种 DC/DC 转换器类型,可为负电压供电。大多数基本的DC/DC转换器拓扑结构都可以修改为反相转换器。
反相转换器基础知识
反相转换器的主要目的是在输出端提供负电压。除了此功能之外,极性反相拓扑对于相对于系统接地的极性无关的功率负载非常有用,但由可能高于或低于输出电压的输入电压提供[1]。反相拓扑结构通常使用单个电感,不需要任何耦合电容。这导致使用更少的组件来实现反相拓扑。然而,由于它所满足的应用范围很窄,因此与其他基本的DC/DC转换器拓扑相比,它的使用频率较低。对于处理较大整流器电流的场景,采用同步降压或同步升压器件[3]。这有助于通过减少传导损耗来提高效率。
反相转换器的实现可以通过多种方式完成。它可能是通过负基准,即使用任何降压器件将正电压转换为负电压。也可以通过正参考,利用任何升压装置将负电压转换为正电压[4]。反相转换器拓扑结构的特定类型之一是反相降压-升压转换器。图1所示为降压拓扑、升压拓扑和极性反相降压-升压拓扑。众所周知,它是一款简单且低成本的极性反相转换器,具有很少的功率级元件。它具有元件数量少、开发复杂度低等优点,其实现方式可采用标准高边稳压器集成芯片。这些也是用于降压转换器的。
图 1.
降压拓扑、升压拓扑和极性反相降压-升压开关转换器的威廉希尔官方网站 图。EETech的图像属性
众所周知,它通过利用真正的反激式拓扑来反转输入电压的方向,并且与传统的反激式转换器拓扑结构相似,因为它的绕组比为1:1。电流在输入端和输出端均呈脉冲。由于输出电压飞回开关节点,因此称为反激电压,因此,基于半导体的开关两端的电压应力是输入和输出电压之和。控制器以负输入或负输出为参考;因此,它必须承受输入和输出电压的总和。
高级降压-升压转换器工作原理
极性反相降压-升压转换器是一种基本的电源转换拓扑结构。它使用有源开关(通常是MOSFET)、无源开关(通常为二极管)和电感器[1]实现。
图2所示为反相降压-升压转换器的工作原理。当开关导通(称为导通时间)时,电感两端的输入电压迫使电流接地。在这种情况下,能量存储在气隙中。当二极管导通时,开关关闭(称为关断时间),电感电压翻转并导致整流器导通。这导致输出端出现负电压。导通期间流动的电流通常称为磁化电流,而关断期间流动的电流称为反激电流。导通期间存储在电感器中的能量用于驱动反激电流[5]。
图 2.
威廉希尔官方网站 图说明了反相降压-升压转换器的工作原理。EETech的图像属性
此拓扑的传递函数可以表示为
\[V_{out} = -V_{in}.(T_{on}/T_{off})\]
导通时间与关断时间的比率称为占空比,由D表示。
关键要点
反相开关转换器是一种DC/DC转换器,可实现负电压供电。
反相拓扑结构通常使用单个电感,不需要任何耦合电容。
极性反相降压-升压转换器是一种简单且低成本的极性反相转换器,功率级元件非常少。
反相降压-升压转换器的传递函数可以表示为V外= -V在.(T上/T关闭).
审核编辑:刘清
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