因为各个分类之间会有交叉,所以特别是开关电源的分类,我们按照分类维度,去区分。
各种拓扑肯定可以归类到其他的分类维度,进行归类,但是由于其他分类维度也有交叉,所以单独按照拓扑进行分类。
1、AC/DC与DC/DC
AC/DC是开关电源的其中一类。该类电源也称一次电源——AC是交流,DC是直流,它,经过高压整流滤波得到一个直流高压,供DC/DC变换器在输出端获得一个或几个稳定的直流电压,功率从几瓦-几千瓦均有产品,用于不同场合。
AC/DC电源管理芯片变换是将交流变换为直流,其功率流向可以是双向的,功率流由电源流向负载的称为“整流”,功率流由负载返回电源的称为“有源逆变”。
AC/DC变换器输入为50/60Hz的交流电,因必须经整流、滤波,因此体积相对较大的滤波电容器是必不可少的,同时因遇到安全标准(如UL、CCEE等)及EMC指令的限制(如IEC、、FCC、CSA),交流输入侧必须加EMC滤波及使用符合安全标准的元件,这样就限制AC/DC电源体积的小型化。
DC/DC电源指直流转换为直流的电源,从这个定义上看,广义的DCDC表示只要是直流转直流都叫DCDC,LDO(低压差线性稳压器)芯片也应该属于DC/DC电源。但是约定俗成的定义是:一般只将直流变换到直流,且这种转换方式是通过开关方式实现的电源称为DC/DC电源。(第一张图中,狭义的DC/DC)
(1)根据输入直流电源的性质可分为
电压型逆变电路
(VoltageSourceTypeIn-verter,VSTI)
电流型逆变电路
(CurrentSourceTypeInverter,CSTI)。DC-AC变换电路由直流电源提供能量,为了保证直流电源为恒压源或恒流源,在直流电源的输出端须配有储能元件。若采用大电容作为储能元件,能够保证电压的稳定;若采用大电感作为储能元件,是为了保证电流的稳定。
(2)根据逆变电路结构的不同,可分为半桥式、全桥式和推挽式逆变电路。
(3)根据所用的电力电子器件的换流方式不同,可分为自关断、强迫换流、交流电源电动势换流和负载谐振换流逆变电路等。
(4)由于负载的控制要求,逆变电路的输出电压(电流)和频率往往是变化的,根据电压和频率控制方法不同,可分为脉冲宽度调制(PWM)逆变电路,脉冲幅值调制(PAM)逆变电路,用阶梯波调幅或用数台逆变器通过变压器实现串、并联的移相调压的方波或阶梯波逆变器。
2、线性电源 与 开关电源
线性电源的调整管工作在放大状态,因而发热量大,效率低(与压降多少有关),需要加体积庞大的散热片。实现AC/DC时,还需要同样也是大体积的工频变压器,当要制作多组电压输出时变压器会更庞大。
开关电源的调整管工作在饱和和截止状态,因而发热量小,效率高。AC/DC电源省掉了大体积的变压器。但开关电源输出的直流上面会叠加较大的纹波(50mVat5Voutputtypical),在输出端并接稳压二极管可以改善,另外由于开关管工作时会产生很大的尖峰脉冲干扰,也需要在电路中串连磁珠加以改善。相对而言线性电源就没有以上缺陷,它的纹波可以做的很小(5mV以下)。
开关电源通过不同的拓扑结构可以实现,降压、升压、升降压。而线性电源只能实现降压。
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