電源拓撲從入門到精通-2

05-03

上期答案揭曉：

答案上圖 c ,下圖 a

小夥伴們答對了嗎？

YTDFWANGWEI ：我的笨辦法：source，源的意思，就是提供電流。所以，只要是電流流出，就是source。不知道是否正確？

作者：

完全正確。

繼續下一步講解：

參考一下以下兩個圖：

sink 和 source 是在電路中經常出現的兩個詞。 Source = 源，比如電源，源總是提供能量的，中文教科書中稱電流流出為拉電流，拉總是拉出，沒有拉進的。也就是流出。 Sink = 英文中叫水槽，槽裡面的水總歸是灌進去的，沒有說灌出來的，也就是流進。這兩個概念是常用的，需正確理解。

繼續 Boost，Boost在英文里是提高的意思，顧名思義，Boost拓撲就是升壓，Boost電路的輸出一定是大於輸入的。照例我們先來認識一下Boost拓撲結構。

不難發現，電感在三節點中位於輸入位置，這是判斷Boost拓撲的簡單方法。我們看一個實際例子，仍以MC34063為例，如圖，很容易識別出這是升壓電路，即Boost 拓撲。

先熟悉一下Boost電路輸出電壓公式：CCM工作模式時，Vout = Vin/（1-D），D為占空比

Boost的原理其實也不複雜，說原理少不了藉助于波形圖，如圖：

1）MOS管Q1導通，電感一端被接地，輸入電壓對電感充電。 2）電感兩端 = 輸入電壓 3）電感電流線性上升（電感電流不能突變） 4）MOS管關斷，電感電壓反向（為何？） 5）電感通過二極體向負載供電周而復始，Boost原理也並不複雜。

其實 Boost 拓撲是非常常見的，用得最多的地方可能就是PFC（功率因素矯正），比如以下摘自Onsemi 的 datasheet的中的PFC電路。

用得更多的要數ST的 L6562，其實際電路如下：

以上兩例不難識別 Boost 拓撲，其電感位置總是在三節點的輸入端。

再來看看輸出電壓公式：Vout = Vin/（1-D）

從公式中可以看出隨著占空比 D 的加大，1-D 趨近於 0，輸出電壓便越來越高，也就是 Boost 了。

但 D 是否可以無限加大以至於接近1呢？

答案是否定的，由於MOS管的非理想性、雜散電容的影響、及電感電容等各種損耗的關係，輸出電壓隨占空比的上升到一定的值會下跌，最慘的情況會跌倒零。如圖所示。通常占空比做到0.5左右基本差不多了。到0.75已經是極限了。

再次認識 Buck - Boost，如圖，因為電感接地可知是 Buck - Boost。

Buck - Boost 的輸出如何既能高於輸入也能高於輸出而不要改變電路？當占空比大於50%時輸出高於輸入，占空比小於50%時，輸出低於輸入。 Buck - Boost 其實很少實際使用在這兩種狀態，通常要麼使用在Buck狀態要門使用在Boost狀態。Buck - Boost的最大貢獻其實是由此演變出Flyback，俗稱反激，而flyback是最常用的的一種拓撲，一般估計電源中70%是flyback，因此掌握flyback是非常必要的。

Buck - Boost 怎麼會衍生出 flyback 的呢？

沒人知道吧？呵呵，很簡單的。這是基本Buck - Boost

然後有人把電感 L 做雙線並繞，成了這樣，完全沒問題吧。

然後把兩組線圈分開也沒問題吧，成了這樣，看到沒有，原邊副邊是絕緣的。

這MOS管放上面不太好控制啊，那就換個位置吧，同時把同名端換一下，於是成了這樣

以下幾個小問題估計99%網友不知道，先看這兩個： 1）兩個晶體三極體，一個PNP一個NPN，兩個三極體的BVCBO（耐壓）相同，兩個三極體的HFE（放大倍數）相同，請問兩個三極體的BVCEO是否一樣？如果不一樣，哪個耐壓高？ 2）晶體三極體的耐壓是否與HFE有關？如果有關則HFE大的耐壓高還是HFE低的耐壓高？

看這個問題：假如晶體三極體的耐壓 BVCEO=400V，如圖：

則這樣接法CE 間的耐壓大於400V嗎？

如果B和E之間加一個電阻則CE間的耐壓大於400V嗎？

看這張圖，以上幾個問題一目了然。

（此處有參考文檔，讀者可自行在原帖下載）

以上兩個問題看下圖公式便知，BVCBO

和HFE一樣的時，NPN的BVCEO比PNP管高。另外，HFE越大耐壓越低。

認識一下標準的反激開關電源的基本組成，如圖所示：

與基本拓撲相比僅僅增加了Rs、Cs、D2，這三個元器件起鉗位作用，抑制由變壓器漏感產生的尖峰電壓，使MOS管的漏極電壓VDS控制在一個合理的範圍內，不至於因漏感尖峰電壓造成MOS管的擊穿。此電路加上電源、加上PWM信號就可工作了。至於反激電源的設計計算已經有太多的帖子了，暫時不多討論了。

反激拓撲雖然廣泛使用，據稱開關電源中有70%是反激拓撲的開關電源，但反激拓撲也有其不足之處，反激不需要輸出電感，全靠輸出電容濾波，因此當輸出電流大於10A時，所使用的電容容量逐漸成為巨無霸了，並且功率大於100W以後很多元器件的電流電壓應力會越來越大，因此大功率大電流場合不得不捨棄反激，正所謂梁園雖好終非久留之地，選什麼拓撲好呢？

—— 「正激」粉墨登場。

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