Zeta拓扑电源原理及工作过程解析

Zeta拓扑的特点：

1、能够实现升降压
2、＜50W
3、主功率管导通的时候，能量是从输入端直接传递到输出端，所以算是一个正激拓扑。
4、没有RHPZ（右半平面零点）
5、输出端有LC滤波，所以纹波比较小
6、输入端是开关管，开关开关，类似Buck所以输入端需要做比较好的滤波。
7、用两个耦合电感的话，用1:1匝数比的耦合电感。
8、使用Buck控制器加上一个驱动以及外围电路，就可以实现Zeta电路，开关管和整流管的数量比较少就可以实现升降压功能。
9、EMI特性相对比较好。
10、可以通过多个绕组，实现多路输出。
11、同样可以用MOSFET替代二极管，实现大功率的Zeta电路。

1、Zeta电路的基本结构

基本的Zeta电路是含有四个储能元件，2个电感，2个电容。

2 基本工作原理

待S关断后，L1经D0向C1冲电，其贮存的能量转移至C1。同时，C2向负载供电，L2的电流则经V0续流。Zeta斩波电路的输入输出关系为：

Vout=D*Vin/(1-D)

D为开关的占空比。

开关闭合导通状态下：电源VIN经开关S向电感L1贮能同时,VIN和C1共同向负载RL供电，并向C2充电。

待S关断后，L1经D0向C1冲电，其贮存的能量转移至C1。

3、CCM与DCM

CCM模式下，就是上述两个状态阶段。

两个状态的等效电路是：

CCM模式下的电感电流和电压波形：

DCM模式下，除了在CCM模式下的两个阶段外，还多出了一个二极管断流的阶段：

此阶段流过电感L1和L2中的电流相等。并且电流大小不会变化（在假定器件都是理想的器件条件下）

4、Zeta和SEPIC对比

ADI一个使用Zeta拓扑的实例设计图：

一个使用LT8471双多拓扑DC/DC转换器和2A开关电源应用。该应用程序使用低纹波拓扑输出：+/-5V。

通道1使用低输出纹波ĆUK拓扑输出-5V。通道2使用低输出纹波Zeta拓扑输出+5V。输入电压从4V到25V不等。

参考文献：

1、TI关于Zeta的视频讲解
2、ADI官网
3、Zeta电路——电子电路 谢俊虎（百度文库）