開關(guān)電源常見拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)-wenkub.com
2024-08-22 22:02 本頁面
【正文】 ? 因此，無論是從串聯(lián)分析還是通過具體電路分析都可以得出電壓增益比是 M=Uo/Ui=nD1/(1D1) 注意：這里是電流連續(xù)時(shí)的增益比 ? n是變壓器的變壓比， D1/(1D1)是 BUCKBOOST電路所完成的電壓比 反激式的意義 ? 反激式變壓器開關(guān)電源，是指 當(dāng)變壓器的初級(jí)線圈正好被直流電壓激勵(lì)時(shí)，變壓器的次級(jí)線圈沒有向負(fù)載提供功率輸出，而僅在變壓器初級(jí)線圈的激勵(lì)電壓被關(guān)斷后才向負(fù)載提供功率輸出 ，這種變壓器開關(guān)電源稱為反激式開關(guān)電源。在 K關(guān)斷的一瞬間， i1由最大值跳變到 0，而在同一時(shí)刻， i2的電流由 0跳變到最大值。 ? C圖是電源工作于臨界電流狀態(tài)時(shí)，變壓器初、次級(jí)線圈的電流波形。 ? 這就近似于 BUCKBOOST拓?fù)渲虚_關(guān)閉合情況 當(dāng)控制開關(guān) K由接通突然轉(zhuǎn)為關(guān)斷瞬間，流過變壓器初級(jí)線圈的電流 i1突然為0，而磁通不能突變，因此，在 K關(guān)斷的 Toff期間，變壓器鐵心中的磁通 主要由 N2線圈回路中的電流來維持 ,N2中產(chǎn)生反激電流，流過 D向電容 C和負(fù)載 R供電。 N3兩端是反接到輸入 Ui上，電壓為 Ui,其過程相當(dāng)于向 Ui充電，即磁能轉(zhuǎn)化為電能 電路的幾處設(shè)計(jì)細(xì)節(jié) ? 占空比 : 若取 N3/N1=1，則可以計(jì)算出 i30=?i1,Ton=Toff,所以 n=1時(shí)，占空比 D1應(yīng)當(dāng)控制在 ，以保證電流降為 0，反電動(dòng)勢(shì)能量容易放完 此外，也可以把比值 n調(diào)大些 ,D1的調(diào)節(jié)范圍更大些 ? 在整流二極管 D1兩端并聯(lián)一個(gè)高頻電容 : 可以吸收當(dāng)控制開關(guān) K關(guān)斷瞬間變壓器次級(jí)線圈產(chǎn)生的高壓反電動(dòng)勢(shì)能量，防止整流二極管 D1擊穿； 電容吸收的能量在下半周整流二極管 D1還沒導(dǎo)通前，它會(huì)通過放電（與輸出電壓串聯(lián)）的形式向負(fù)載提供能量。 正激式變壓隔離器的工作過程 ? 這里討論的是變壓器側(cè)的工作情況，后續(xù)電路的工作同BUCK相似 ? K閉合，變壓器正常工作，二次側(cè)電壓與一次側(cè)電壓的變比為 n ,如上方左圖所示，相當(dāng)于對(duì) BUCK輸入 nUi ? K斷開，由于 N3繞組的磁復(fù)位和二次側(cè)的二極管 D1斷流作用，二次側(cè)輸出相當(dāng)于開路，相當(dāng)于 BUCK電路的開關(guān)器件關(guān)斷，如上方右圖所示 ? 首先說明一個(gè)基本原理，流過正激式變壓器的電流與流過電感線圈的電流不同，流過正激式開關(guān)電源變壓器中的電流有突變，而流過電感線圈的電流不能突變。 BUCKBOOST輸出的是一個(gè)反極性的電壓 工作過程分析 ? 當(dāng) K導(dǎo)通時(shí) → IL線性增加， D1截止此時(shí) C向負(fù)載供電 ? 當(dāng) K截止時(shí) → D1導(dǎo)通 ,L通過 D、 C形成續(xù)流回路，向 C充電，向 R供電 ? IL小于 Io后， C也開始放電 ? 若 IL降為 0,則只有 C對(duì)負(fù)載 R放電 電流連續(xù)相關(guān)的各種工作模式 ? 從上面的分析可以看到 BUCKBOOST電路 L上的電流可能會(huì)斷續(xù)，也會(huì)出現(xiàn) CCM,DCM,BCM三種工作模式，下圖就是三種模式下的信號(hào)波形圖，依次是BCM,DCM,CCM 電壓增益比 ? 這里簡(jiǎn)單推算下 CCM（ L上的電流連續(xù)時(shí)）模式下的電壓增益比 由 L上應(yīng)用伏秒定理 Ui*Ton=Uo*Toff 得增益比 M=Uo/Ui=Ton/Toff=D1/D2 此時(shí) D1+D2=1, 所以 M=D1/(1D1) ? 從前面的分析可以看出 BUCKBOOST電路在 K閉合時(shí)利用 L蓄能，在 K斷開時(shí)向 C和 R釋放能量，這正是前面所提及的反激式工作模式，在后續(xù)會(huì)在隔離式開關(guān)電源中對(duì)這種模式進(jìn)行細(xì)致的分析 隔離式拓?fù)渑e例 ?正激式變壓器開關(guān)電源 ?反激式變壓器開關(guān)電源 正激式變壓器開關(guān)電源 ? 上圖是正激式變壓器開關(guān)電源的簡(jiǎn)單工作原理圖， Ui是開關(guān)電源的輸入電壓， T是開關(guān)變壓器， K是控制開關(guān)，L是儲(chǔ)能濾波電感， C是儲(chǔ)能濾波電容， D2是續(xù)流二極管， D3是削反峰二極管， R是負(fù)載電阻。 ? 由圖形關(guān)系可以看出，當(dāng)τ，無論 D1如何變化都工作在連續(xù)區(qū)域。 ? 在開關(guān)關(guān)斷 Toff期間， K關(guān)斷， L把電流 iLm轉(zhuǎn)化成反電動(dòng)勢(shì)，與輸入電壓 Ui串聯(lián)迭加，通過整流二極管 D繼續(xù)向負(fù)載 R提供能量， R兩端形成穩(wěn)定電壓輸出 Uo=Ui+El ? BOOST輸出電壓高于輸入，是一個(gè)升壓電路
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