單端正激式開關(guān)電源-主電路的設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-26 21:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 OO一、正激電路的工作過程圖26中開關(guān)S開通后，變壓器繞組W1兩端的電壓為上正下負，與其耦合的W2繞組兩端的電壓也是上正下負。因此VD1處于通態(tài)，VD2為斷態(tài)，電感L的電流逐漸增長；S關(guān)斷后，電感L通過VD2續(xù)流，VD1關(guān)斷。變壓器的勵磁電流經(jīng)N3繞組和VD3流回電源，所以S關(guān)斷后承受的電壓為 （）二、變壓器的磁心復(fù)位圖26中開關(guān)S開通后，變壓器的激磁電流由零開始，隨時間線性的增長，直到S關(guān)斷。為防止變壓器的激磁電感飽和，必須設(shè)法使激磁電流在S關(guān)斷后到下一次再開通的時間內(nèi)降回零，這一過程稱為變壓器的磁心復(fù)位。在正激電路中，變壓器的繞組W3和二極管VD3組成復(fù)位電路。工作原理是開關(guān)S關(guān)斷后，變壓器勵磁電流通過W3繞組和VD3留回電源，并逐漸線性的下降為零。變壓器的磁心復(fù)位時間為 （）如圖28和圖29所示為磁心復(fù)位過程BRBSBHO 圖28 圖29正激式變壓器輸出電壓1）輸出濾波電感電流連續(xù)的情況下有 （）2）輸出電感電流不連續(xù)時有 （） 開關(guān)電源中的濾波電路在開關(guān)穩(wěn)壓電源中，輸出直流電壓的濾波電路，和其他形式的電電源中的濾波電路沒什么大的區(qū)別，也是由電容器、電感器和二極管等電子元件所組成的，由電子元件組成的濾波電路，叫做“濾波器”[6] 。一、 電容濾波電路 電容濾波電路如圖210所示 圖210 橋式整流電容濾波電路整流電路接入濾波電容后，不僅使輸出電壓變得平滑、紋波顯著減小，同時輸出電壓的平均值也增大了。輸出電壓的平均值近似為：Uo≈ （）二、DLC型濾波電路DLC型濾波電路的負載特性比較好，即外特性比較硬。在脈寬式開關(guān)穩(wěn)壓電源中，輸出直流電壓的濾波器，必須使用DLC型濾波器。圖211是DLC型濾波電路在Zeta斬波電路中的應(yīng)用。 圖211 Zeta斬波電路中的DLC型濾波電路在脈寬式開關(guān)穩(wěn)壓電源中，輸出直流電壓Vo的濾波器如果使用CLC型，其輸出直流電壓Vo的高低，不受脈沖寬度變化控制，因為輸出直流電壓Vo高低不會有所改變，沒有穩(wěn)壓作用。當(dāng)使用DLC型的濾波電路，它輸出的電壓Vo是輸入矩形波峰值電壓Vi的平均值，這樣脈沖寬度變化時，才能控制輸出直流電壓Vo的改變和電壓的穩(wěn)定。3. 開關(guān)電源變壓器的設(shè)計 確定磁心的尺寸對于某個應(yīng)用場合來說，選擇磁心尺寸要考慮五個主要因數(shù)： 因數(shù)： 影響的參數(shù) 輸出功率 Ae（磁心橫截面積） 磁通是雙限的，還是單限的 Ae（磁心橫截面積） 輸入電壓 Ae（磁心窗口面積） 繞組數(shù)目 Ae（磁心窗口面積） 繞線方式 Ae（磁心窗口面積）每個制造廠商都用自己不同的方法來確定磁心尺寸。有些是用圖表的方法，有些只是簡單地說明在特定的應(yīng)用場合下各種磁心可以傳遞能量，還有些是用含義模糊的是式子來說明，這些式子采用不同的工程單位，會使人困惑。下面介紹估計初始磁心尺寸的兩種方法。磁心尺寸選擇方法一根據(jù)應(yīng)用場合，確定功率是在表41的哪個功率范圍內(nèi)。從符合要求的磁心制造廠商中，選擇尺寸最接近或稍大一點的磁心。 表31 輸出功率與大致的磁心尺寸的關(guān)系確磁心尺寸選擇方法二 這種方法首先假設(shè)變壓器是單繞組。每增加一個繞組并考慮安全規(guī)則要求，就需要增加繞線面積和磁心尺寸。它將綜合影響磁心的“窗口利用因數(shù)”。在確定基本的單繞組電感磁心尺寸時，可用這個窗口利用因數(shù)來調(diào)整。 首先，確定單繞組電感的磁心尺寸。這可以通過式（）來求得。 （）式中— 一次繞組的導(dǎo)線截面積，單位為cir mil或；—工作時的最大磁通密度，單位為G；f —工作頻率；—電源的總輸出功率。當(dāng)用MKS（米—千克—秒）制時，使用下面公式： （）式中— 一次繞組的導(dǎo)線截面積，單位為；—工作時的最大磁通密度，單位為T；f —工作頻率；—電源的總輸出功率,單位為W。其次，要確定窗口利用因數(shù)，計算總的窗口利用因數(shù)。窗口利用因數(shù)可以從表32中得到。 表32 變壓器窗口利用因數(shù) 可以利用下面式子把這些獨立的窗口利用因數(shù)綜合起來： （）最后，從下面式子可以得到變壓器磁心的估計尺寸： （） 在美國，結(jié)果是用來表示的，而對于一個使用公制的系統(tǒng)是用來表示。這兩鐘單位制的轉(zhuǎn)換如下： （） （） 有些磁心制造廠家的數(shù)據(jù)手冊給出了磁心參數(shù)，這和上面的計算公式是一致的。要選擇最接近或稍大一點的磁心。也可以根據(jù)磁心制造廠家確定磁心尺寸的方法進行變壓器設(shè)計。其實本階段變壓器的設(shè)計只是一個粗略的估計。 正激式變壓器有兩個主要的作用：第一，實現(xiàn)輸入和輸出之間的電隔離；第二，升高或降低經(jīng)脈寬調(diào)制以后的交流電壓幅值。 變壓器匝數(shù)比的確定 第一步，確定一次繞組需要的匝數(shù)。這時，要用到選定的磁心和磁性材料的數(shù)據(jù)手冊中查到的參數(shù)，同時，磁通密度的最低值也應(yīng)該確定下來，CGS制時，一次繞組匝數(shù)可以用下式確定： （） 第二步，根據(jù)一次繞組匝數(shù)，確定二次繞組的匝數(shù)。輸出整流器的壓降
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