達(dá)員工技能培訓(xùn)-開(kāi)關(guān)電源基本原理與設(shè)計(jì)-wenkub
2023-01-22 01:35:17 本頁(yè)面
【正文】 器拓補(bǔ) ? FULL BRIDGE Ideal transfer function Peak drain current Peak drain voltage Average diode currents Diode voltages (vrm) DCDC變換器拓補(bǔ) ? Voltage and current waveforms HALF BRIDGE FULL BRIDGE FULL BRIDGE circuit DPS1001AB C FULLBRIDGE CIRCUIT 零電流開(kāi)關(guān)變換器 ? 軟開(kāi)關(guān) ZCS變換器 在大功率的開(kāi)關(guān)電源中 ,為了降低電路的開(kāi)關(guān)損耗及提高開(kāi)關(guān)器件的電壓應(yīng)力和電流應(yīng)力 ,軟開(kāi)關(guān)技術(shù)也就得到了研究並得到了迅速發(fā)展 .所謂軟開(kāi)關(guān)通常指的是零電壓開(kāi)關(guān) ZVS和零電流開(kāi)關(guān) 的電感 L和電容 C的諧振 ,使開(kāi)關(guān)器件中電流 (或電壓 )按正弦規(guī)律來(lái)變化 ,當(dāng)電流過(guò)零時(shí) ,使器件關(guān)斷 ,當(dāng)電壓下降到零時(shí) ,使器件導(dǎo)通 .此次討論零電流開(kāi)關(guān)變換器 ZCSPWM. ZCSPWM變換器是 ZCSQRC和 PWM開(kāi)關(guān)變換器的綜合 ,同時(shí)兼有二者的特點(diǎn).在一個(gè)周期內(nèi) ,電路有時(shí)以 ZCS準(zhǔn)諧振方式運(yùn)行 ,有時(shí)又以 PWM方式運(yùn)行 .以Buck ZCSPWM為例 ,對(duì)此電路的工作過(guò)程進(jìn)行討論和分析 . 基本電路 ? BUCK 變換器基本電路 在此電路中將開(kāi)關(guān) S用零電流諧振開(kāi)關(guān)代替后 ,就構(gòu)成了下圖的零電流開(kāi)關(guān)諧振 Buck變換電路 . 基本變換電路 ? BUCK ZCSQRS變換電路 在 Buck ZCSQRS變換電路的基礎(chǔ)上增加一個(gè)功率開(kāi)關(guān)管 Q2以及與其反并聯(lián)的二極體 D2就構(gòu)成了 Buck ZCSPWM變換電路 . 基本變換電路 ? Buck ZCSPWM變換器 基本變換電路 ? Buck ZCSPWM變換器工作原理 Lri 設(shè)初始時(shí)刻主開(kāi)關(guān)管 Q1和輔助開(kāi)關(guān)管 Q2均處于關(guān)斷狀態(tài) ,輸出負(fù)載電流 Io從續(xù)流二極管 D上流過(guò) ,電容 Cr兩端的電壓為零 .一個(gè)開(kāi)關(guān)從主開(kāi)關(guān)管 Q1的導(dǎo)通開(kāi)始 .當(dāng) Q1在 Snubber電感 Lr作用下零電流導(dǎo)通後 ,電感電流 將在電源電壓 作用下線性上升 ,當(dāng) 上升倒等於 IO時(shí) ,續(xù)流二極體 D關(guān)斷 .之後 ,D2導(dǎo)通 ,LR與 CR諧振 .經(jīng)過(guò)半個(gè)諧振週期 , 以諧振方式再次達(dá)到 IO, 以諧振方式上升到 ,此時(shí)由於輔助開(kāi)關(guān)管 Q2處?kù)蛾P(guān)斷狀態(tài) ,故 與 將保持在該值上 ,無(wú)法繼續(xù)諧振 .這個(gè)狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間由電路輸出的 PWM控制要求確定 .如果這一段時(shí)間等於零 ,則 ZCSPWM電路就完全等同於 ZCSQRC電路了 .當(dāng)電路的輸出PWM控制要求關(guān)斷主開(kāi)關(guān)管 Q1時(shí) ,首先應(yīng)導(dǎo)通開(kāi)關(guān)管 Q2(在 SNUBBER電感 LR的作用下零電流導(dǎo)通 ),之後 與 再次諧振 .當(dāng)電感電流諧振到零時(shí) ,二極體D1導(dǎo)通 ,之後 , 繼續(xù)向反方向諧振並再次諧振到零 .在電感電流反方向運(yùn)行期間 ,主開(kāi)關(guān)管 Q1可在零電流零電壓下完成關(guān)斷過(guò)程 .在此之後 ,電容電壓 將在輸出電流的作用下線性衰減到零 ,使續(xù)流二極體 D自然導(dǎo)通 ,直到下一個(gè)開(kāi)關(guān)週期到來(lái) ..輔助開(kāi)關(guān)管 Q2可以在 D到同之後及下一個(gè)開(kāi)關(guān)週期到來(lái)之前的任何 inVLriLricrvinV2LricrvrLrCLricrV以下分析都是在下列條件成立時(shí)進(jìn)行的 : ,即開(kāi)通時(shí)管壓降為零 ,關(guān)斷時(shí)漏電流為零 ,開(kāi)通與關(guān)斷瞬間完成 . 足夠大 ,故濾波器 及負(fù)載 在一個(gè)開(kāi)關(guān)週期中 ,可用其值等於該週期輸出電流 Io的恆流源代替 . Buck ZCSPWM 變換電路的開(kāi)關(guān)周期可分為六個(gè)時(shí)間段來(lái)描述 ,對(duì)應(yīng)于六種基本的電路拓?fù)淠Ｊ?,如下圖所示 .設(shè)電路初始狀態(tài)為主電路開(kāi)關(guān) Q1關(guān)斷 ,輔助開(kāi)關(guān) Q2關(guān)斷 ,續(xù)流二極管 D導(dǎo)通 ,輸出電流全部通過(guò) D續(xù)流 ,電感電流 =0,電容電壓 =0. 工作過(guò)程分析 . fL ff CL ? LRLri crv時(shí)刻 ,以零電壓零電流方式完成關(guān)斷過(guò)程 . 從上述工作原理可看出 ,在 ZCSPWM電路中 ,所有開(kāi)關(guān)管及二極體都是在零電壓或零電流下完成通斷的 .同時(shí) ,電路可以以恆定頻率通過(guò)調(diào)節(jié)輸出脈寬占空比來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓 . 各時(shí)間段的電路拓補(bǔ)圖 主要電量波形 半橋式轉(zhuǎn)換器介紹 ? 雙輸入電壓半橋式轉(zhuǎn)換器 二個(gè)主要優(yōu)點(diǎn) ,第一點(diǎn)就是它能在數(shù)放交流電壓 115V或 230Vac的工作情況下 ,不需使用到高壓晶體管 .第二點(diǎn)就是我們只需使用到簡(jiǎn)單的方法就能來(lái)平衡每一轉(zhuǎn)換晶體管的伏特 秒 (voltsenconds)區(qū)間 ,而功率變壓器不需有間隙且不需使用到價(jià)格高的對(duì)稱修正電路 , 雙輸入電壓半橋式轉(zhuǎn)換器 在半橋式轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)
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