经过多年的发展,开关电源技术已经取得了很大成功,其应用也十分普遍和广泛。但因其结构复杂,涉及的元器件较多,以及要降低成本、提高可靠性,仍存在一些问题需要解决。例如:电源的设计和生产需要较高的技术支持;电路的调试要有实际经验,也有一定的难度。对于第一个问题,由于目前各种开关电源虽然形式多样,结构各异,但其大都源于几种基本的dc-dc变换器拓扑结构,或者是这些基本电路组合,因此,可以对几种基本dc-dc变换器进行分析,将已有的电路设计公式应用于实际开关电源的设计。对于第二个问题,随着计算机硬件和软件的发展以及仿真技术的不断完善,人们可以利用仿真技术来解决开关电源产品开发和生产中存在的问题。
本文在对基本的buck变换器电路拓扑分析的基础上,对与之相关的正激变换器和双管正激变换器进行了分析,发现可以通过等效变换,从buck变换电路的设计公式中推导出正激变换和双管正激变换电路的参数计算公式;此外,采用pspice仿真软件进行了电路仿真试验,仿真结果证明了开关电源电路设计的正确性。
2 buck变换的拓扑结构与参数设计
基本buck变换器的电路拓扑结构如图1所示,由电压源vi、串联开关s、续流二极管vd和由lc组成的电流负载组合而成,其中l的大小决定输出电流纹波,而输出电压纹波则由c决定,这是最基本的一种直流变换器。