基于Buck-Boost电路的宽输出电压AC-DC电源设计

在连续电流工作模式下输入电压V与输出电压VDC满足如下关系式：

从上式可知道开关管导通时间占空比D=50％为变换器的降压和升压的临界点。当占空比D50％时，VDCV，从而实现了降压的变换；当占空比D>50％时，VDC>V，从而实现了升压的变换。可见通过调节占空比D可以实现对输入电压的调节，进而实现输出电压能在较大的范围内调节。
2．3 Buck-Boost电路的驱动
Buck-Boost电路的驱动一直以来是一个主要问题。Buck-Boost电路的驱动主要是对开关管Tr的驱动。由于开关管的源极与驱动信号不共地，所以要用驱动电路把PWM0信号变换为能驱动开关管Tr的PWM脉宽调制信号。本文采用由IR2110芯片构成的自举电路来实现Buck-Boost电路的驱动。如图4所示。IR2110是一种高压高速功率MOSFET和IGBT管驱动器，有独立的高端和低端输出驱动通道，本文采用的是高端输出通道。对自举电容C7的初始充电是由12 V电源通过滤波电容进行的。自举电容充电和放电的过程即可实现PWM脉宽调制信号。图中的C5和C6为12 V电源的滤波电容。

3 实验结果
该设计的实验结果分为高频开关电源的输出和此输出直流电压经过Buck-Boost电路后得到的输出电压两部分，如图5所示为高频开关电源的输出电压波形。

由图5可见Vmax=61 V，高频开关电源输出电压波形纹波较小，得到了较好的直流输出。该直流输出电压经过Buck-Boost电路后得到的电压波形如图6所示。

由图6可知VDCmax=50 V，且电压纹波较小，可见该设计能较好地实现电压的变换。以上实验结果表明：该设计的宽输出电压AC-DC电源能较好地实现交流电转换为直流电，Buck-Boost电路能对前级输出电压进行变换，以得到满意的输出电压值。

4 结语
本文设计并实现了一种AC-DC电源，该电源能实现输出电压在较大范围内的调节。解决了传统的开关电源只能输出几个特定电压值的问题。实验表明本设计较好地实现了输出电压的宽范围调节。