在A(yíng)CDC電源中,輸入電壓一般是來(lái)自電網(wǎng)的85V-265V交流高壓,而輸出電壓則是3.3V、5V、12V等直流低壓,因此需要開(kāi)關(guān)電源來(lái)實(shí)現降壓。開(kāi)關(guān)電源有Buck、Boost和Buck-Boost三大經(jīng)典拓撲,其中Buck與Buck-Boost均可實(shí)現降壓功能。Synergy世輝是世健旗下子公司,擁有豐富的行業(yè)經(jīng)驗與專(zhuān)業(yè)的技術(shù)實(shí)力,世輝公司電源與新能源事業(yè)部FAE結合自身經(jīng)驗,針對小家電的輔助電源應用中該如何選擇拓撲電路以及相關(guān)產(chǎn)品,展開(kāi)詳細介紹。
一、Buck電路

Buck電路是一個(gè)降壓電路,Vi=Vls+Vo。因Vi>Vo,故具有降壓作用。
(1)開(kāi)關(guān)管S導通階段

當開(kāi)關(guān)閉合時(shí),續流二極管D是截止的,由于輸入電壓Vi與儲能電感Ls接通,因此輸入-輸出壓差(Vi-Vo)就加在Ls上,使通過(guò)Ls上的電流線(xiàn)性地增加。在此階段,除向負載供電外,還有一部分電能儲存在電感Ls和電容Cr中。
(2)開(kāi)關(guān)管S關(guān)斷階段

當開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),Ls與Vi斷開(kāi),但由于電感電流不能在瞬間發(fā)生突變,因此在電感Ls上就產(chǎn)生反向電動(dòng)勢以維持通過(guò)的電流不變。此時(shí)續流二極管D導通,儲存在電感Ls中的電能就經(jīng)過(guò)有D構成的的回路對負載供電。(主要是電容C對負載供電,此階段一直給電容充電,維持電壓穩定)
二、Buck-Boost電路

Buck-Boost電路的輸入電壓與輸出電壓的極性是相反的。
(1)開(kāi)關(guān)管S導通階段

當開(kāi)關(guān)閉合時(shí),輸入電壓通過(guò)電感L直接返回,在電感Ls上儲能,此時(shí)電容Cr放電,給負載供電。
(2)開(kāi)關(guān)管S截止階段

當開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),在電感Ls上產(chǎn)生反向電動(dòng)勢,使二極管D從截止變成導通。電感給負載供電并對輸出電容充電,維持輸出電壓不變。
通過(guò)以上對比,可得知:Buck-Boost電路的輸入電壓與輸出電壓的極性是相反的。因此,Buck與Buck-Boost兩者最大的區別就在于輸入與輸出電壓的極性:Buck是同極性拓撲,即輸出與輸入電壓的極性相同,二者共地;而B(niǎo)uck-Boost是反極性拓撲,即輸出與輸入電壓的極性相反,輸出端提供負壓(相對輸入電壓)。

在小家電應用場(chǎng)景中的功率模塊控制部分,工程師常用到雙向晶閘管(TRIAC)等交流開(kāi)關(guān)(AC Switch)。而使用負壓驅動(dòng)交流開(kāi)關(guān),就能實(shí)現更高的電路可靠性與兼容性。在使用交流開(kāi)關(guān)的系統中,往往優(yōu)先選擇能輸出負壓的Buck-Boost;而在不需要負壓驅動(dòng)的系統中,則可以選擇Buck拓撲:
•Buck的輸入與輸出端共地,更利于系統的多級拓展。
•Buck的電感電流利用率比Buck-Boost更高。在電感電流(IL)相同時(shí),Buck能輸出更大電流(IO)。

|