經過多年的發展,開關電源技術已經取得了很大成功,其應用也十分普遍和廣泛。但因其結構復雜,涉及的元器件較多,以及要降低成本、提高可靠性,仍存在一些問題需要解決。例如:電源的設計和生產需要較高的技術支持;電路的調試要有實際經驗,也有一定的難度。對于第一個問題,由于目前各種開關電源雖然形式多樣,結構各異,但其大都源于幾種基本的dc-dc變換器拓撲結構,或者是這些基本電路組合,因此,可以對幾種基本dc-dc變換器進行分析,將已有的電路設計公式應用于實際開關電源的設計。對于第二個問題,隨著計算機硬件和軟件的發展以及仿真技術的不斷完善,人們可以利用仿真技術來解決開關電源產品開發和生產中存在的問題。
本文在對基本的buck變換器電路拓撲分析的基礎上,對與之相關的正激變換器和雙管正激變換器進行了分析,發現可以通過等效變換,從buck變換電路的設計公式中推導出正激變換和雙管正激變換電路的參數計算公式;此外,采用pspice仿真軟件進行了電路仿真試驗,仿真結果證明了開關電源電路設計的正確性。
2 buck變換的拓撲結構與參數設計
基本buck變換器的電路拓撲結構如圖1所示,由電壓源vi、串聯開關s、續流二極管vd和由lc組成的電流負載組合而成,其中l的大小決定輸出電流紋波,而輸出電壓紋波則由c決定,這是最基本的一種直流變換器。