高效非反向降压-升压转换器设计技巧
介绍
降压-升压转换器被广泛应用于工业用个人计算机 (IPC),销售点 (POS) 系统,和汽车启停系统。在这些应用中,输入电压可以高于或低于所需的输出电压。基本反向降压-升压转换器具有一个相对于接地的负输出电压。单端初级电感器转换器 (SEPIC),Zeta转换器和双开关降压-升压转换器具有正向或非反向输出。然而,与基本反向降压-升压转换器相比,所有这三个非反向拓扑结构具有额外的功率元件,并且效率有所下降。本文介绍对这些降压-升压转换器的操作原理、电流应力和功率损耗分析,并且提出高效非反向降压-升压转换器的设计标准。
反向降压-升压转换器
图表1显示了基本反向降压-升压转换器的电路原理图,连同连续传导模式 (CCM) 下的典型电压和电流波形。除了输入和输出电容器,功率级由一个功率金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET),一个二极管,和一个电感器组成。当MOSFET (Q1) 接通时 (ON),流经电感器 (L1) 的电压为VIN,而电感器电流的斜升速率与VIN的上升速率成正比。这导致电感器内的电能累积。当Q1接通时,输出电容器提供全部负载电流。当Q1关闭时,二极管 (D1) 被正向偏压,并且电感器电流的下降速度与VOUT的下降速度成正比。在Q1断开时,电能从电感器被传送到输出负载和电容器。
CCM模式下的反向降压-升压转换器的电压转换率可表示为: 大电流电感
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