單端正激式開(kāi)關(guān)電源-主電路的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-26 21:52 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 OO一、正激電路的工作過(guò)程圖26中開(kāi)關(guān)S開(kāi)通后，變壓器繞組W1兩端的電壓為上正下負(fù)，與其耦合的W2繞組兩端的電壓也是上正下負(fù)。因此VD1處于通態(tài)，VD2為斷態(tài)，電感L的電流逐漸增長(zhǎng)；S關(guān)斷后，電感L通過(guò)VD2續(xù)流，VD1關(guān)斷。變壓器的勵(lì)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(kāi)關(guān)S開(kāi)通后，變壓器的激磁電流由零開(kāi)始，隨時(shí)間線性的增長(zhǎng)，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(kāi)通的時(shí)間內(nèi)降回零，這一過(guò)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(kāi)關(guān)S關(guān)斷后，變壓器勵(lì)磁電流通過(guò)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(shí)間為 （）如圖28和圖29所示為磁心復(fù)位過(guò)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(shí)有 （） 開(kāi)關(guān)電源中的濾波電路在開(kāi)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(méi)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(shí)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(fù)載特性比較好，即外特性比較硬。在脈寬式開(kāi)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(kāi)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?yàn)檩敵鲋绷麟妷篤o高低不會(huì)有所改變，沒(méi)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(shí)，才能控制輸出直流電壓Vo的改變和電壓的穩(wěn)定。3. 開(kāi)關(guān)電源變壓器的設(shè)計(jì) 確定磁心的尺寸對(duì)于某個(gè)應(yīng)用場(chǎng)合來(lái)說(shuō)，選擇磁心尺寸要考慮五個(gè)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(gè)制造廠商都用自己不同的方法來(lái)確定磁心尺寸。有些是用圖表的方法，有些只是簡(jiǎn)單地說(shuō)明在特定的應(yīng)用場(chǎng)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(lái)說(shuō)明，這些式子采用不同的工程單位，會(huì)使人困惑。下面介紹估計(jì)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(chǎng)合，確定功率是在表41的哪個(gè)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(diǎn)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(gè)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(shí)，可用這個(gè)窗口利用因數(shù)來(lái)調(diào)整。 首先，確定單繞組電感的磁心尺寸。這可以通過(guò)式（）來(lái)求得。 （）式中— 一次繞組的導(dǎo)線截面積，單位為cir mil或；—工作時(shí)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(shí)，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(shí)的最大磁通密度，單位為T(mén)；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(jì)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(dú)立的窗口利用因數(shù)綜合起來(lái)： （）最后，從下面式子可以得到變壓器磁心的估計(jì)尺寸： （） 在美國(guó)，結(jié)果是用來(lái)表示的，而對(duì)于一個(gè)使用公制的系統(tǒng)是用來(lái)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(cè)給出了磁心參數(shù)，這和上面的計(jì)算公式是一致的。要選擇最接近或稍大一點(diǎn)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(jìn)行變壓器設(shè)計(jì)。其實(shí)本階段變壓器的設(shè)計(jì)只是一個(gè)粗略的估計(jì)。 正激式變壓器有兩個(gè)主要的作用：第一，實(shí)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(shí)，要用到選定的磁心和磁性材料的數(shù)據(jù)手冊(cè)中查到的參數(shù)，同時(shí)，磁通密度的最低值也應(yīng)該確定下來(lái)，CGS制時(shí)，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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