Grundlegende Topologie gängiger Schaltnetzteile
1. Buck tritt zurück
Senken Sie den Eingang auf eine niedrigere Spannung.
Wahrscheinlich die einfachste Strecke.
Ein Induktor-/Kondensatorfilter glättet die geschaltete Rechteckwelle.
Der Output ist immer kleiner oder gleich dem Input.
Der Eingangsstrom ist diskontinuierlich (gehackt).
Der Ausgangsstrom ist glatt.
2. Boosten
Erhöhen Sie den Eingang auf eine höhere Spannung.
Wie Buck, aber Induktivität, Schalter und Diode neu angeordnet.
Der Ausgang ist immer größer oder gleich dem Eingang (wobei der Durchlassspannungsabfall der Diode vernachlässigt wird).
Der Eingangsstrom ist glatt.
Der Ausgangsstrom ist diskontinuierlich (gehackt).
3. Buck-Boost Buck-Boost
Eine andere Anordnung von Induktivitäten, Schaltern und Dioden.
Kombination der Nachteile von Buck- und Boost-Schaltungen.
Der Eingangsstrom ist diskontinuierlich (gehackt).
Der Ausgangsstrom ist ebenfalls diskontinuierlich (gehackt).
Der Ausgang ist immer das Gegenteil des Eingangs (beachten Sie die Polarität des Kondensators), aber der Betrag kann kleiner oder größer als der Eingang sein.
Ein „Sperrwandler“ ist eigentlich eine isolierte Form einer Buck-Boost-Schaltung (transformatorgekoppelt).
4. Flyback-Flyback
Funktioniert wie eine Buck-Boost-Schaltung, aber der Induktor hat zwei Wicklungen und fungiert sowohl als Transformator als auch als Induktor.
Der Ausgang kann positiv oder negativ sein, abhängig von der Polarität der Spule und Diode.
Die Ausgangsspannung kann größer oder kleiner als die Eingangsspannung sein, abhängig vom Windungsverhältnis des Transformators.
Dies ist die einfachste Isolationstopologie.
Durch Hinzufügen von Sekundärwicklungen und Schaltkreisen können mehrere Ausgänge erzielt werden.
5. Vorwärts
Eine transformatorgekoppelte Form einer Abwärtsschaltung.
Diskontinuierlicher Eingangsstrom, glatter Ausgangsstrom.
Aufgrund des Transformators kann der Ausgang größer oder kleiner als der Eingang sein und eine beliebige Polarität haben.
Durch Hinzufügen von Sekundärwicklungen und Schaltkreisen können mehrere Ausgänge erzielt werden.
Der Transformatorkern muss bei jedem Schaltzyklus entmagnetisiert werden. Eine gängige Praxis besteht darin, eine Wicklung mit der gleichen Windungszahl wie die Primärwicklung hinzuzufügen.
Die während der Einschaltphase in der Primärinduktivität gespeicherte Energie wird während der Ausschaltphase über die zusätzliche Wicklung und Diode abgegeben.
6. Zwei-Transistor-Vorwärts
Beide Schalter funktionieren gleichzeitig.
Wenn der Schalter ausgeschaltet ist, kehrt die im Transformator gespeicherte Energie die Polarität der Primärwicklung um, wodurch die Diode leitet.
Hauptvorteile: Die Spannung an jedem Schalter übersteigt nie die Eingangsspannung; Es ist nicht erforderlich, die gewundenen Gleise zurückzusetzen.
7. Push-Pull
Die Schalter (FETs) werden phasenverschoben und pulsweitenmoduliert (PWM) angesteuert, um die Ausgangsspannung zu regeln.
Gute Ausnutzung des Transformatorkerns – Leistung wird in beiden Halbzyklen geliefert.
Vollwellentopologie, daher ist die Ausgangswelligkeitsfrequenz doppelt so hoch wie die Transformatorfrequenz.
Die am FET angelegte Spannung beträgt das Doppelte der Eingangsspannung.
8. Halbbrücke
Sehr häufige Topologie für Konverter mit höherer Leistung.
Die Schalter werden phasenverschoben und pulsweitenmoduliert angesteuert, um die Ausgangsspannung zu regulieren.
Gute Ausnutzung des Transformatorkerns – Leistung wird in beiden Halbzyklen geliefert. Und die Ausnutzung der Primärwicklung ist besser als bei einer Gegentaktschaltung.
Vollwellentopologie, daher ist die Ausgangswelligkeitsfrequenz doppelt so hoch wie die Transformatorfrequenz.
Die am FET angelegte Spannung entspricht der Eingangsspannung.
9. Vollbrücke
Die gebräuchlichste Topologie für Konverter mit höherer Leistung.
Die Schalter werden diagonal paarweise mit Pulsweitenmodulation angesteuert, um die Ausgangsspannung zu regeln.
Gute Ausnutzung des Transformatorkerns – Leistung wird in beiden Halbzyklen geliefert.
Vollwellentopologie, daher ist die Ausgangswelligkeitsfrequenz doppelt so hoch wie die Transformatorfrequenz.
Die an den FETs anliegende Spannung entspricht der Eingangsspannung.
Bei einer gegebenen Leistung ist der Primärstrom halb so groß wie der der Halbbrücke.
