開關(guān)電源常見拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(參考版)
2024-08-26 22:02本頁(yè)面
【正文】 ? 反激式變壓器開關(guān)電源的工作原理同 BUCKBOOST拓?fù)潆娐肥且恢碌?，如上圖。 電壓增益比 M ? 由以上的介紹可以看到，反激式變壓器開關(guān)電源實(shí)際上是由隔離變壓器提供變壓和儲(chǔ)能， BUCKBOOST電路完成穩(wěn)壓整流共同組成的電源。并且， i1的最大值正好等于 i2的 n倍（ n為變壓器次級(jí)電壓與初級(jí)電壓比）。從圖中還可以看出，流過(guò)變壓器初、次級(jí)線圈中的電流是可以突跳的。 i1為流過(guò) N1線圈中的電流， i2為流過(guò) N2線圈中的電流（虛線所示），Io是流過(guò)負(fù)載的電流（虛線所示）。 ? 在 K關(guān)斷的時(shí)間內(nèi)，二次側(cè)電壓 U2基本平穩(wěn) ,(直到反激電流降為 0)，向C和負(fù)載放電，輸出電流 I2小于 Io后，C也開始放電 ? K閉合后，變壓器一次側(cè)充電，二次側(cè)斷路，由 C向負(fù)載 R供電 上圖就是二次側(cè)電流臨界連續(xù)時(shí)，電壓 U2,電容 C兩端的電壓 Uc的變化過(guò)程 各點(diǎn)信號(hào)值變化 ? 右圖是反激式變壓器開關(guān)電源工作于臨界連續(xù)電流狀態(tài)時(shí)，整流輸出電壓 uo、變壓器鐵芯的磁通 ，以及變壓器初、次級(jí)電流等波形。 這就相當(dāng)于 BUCKBOOST拓?fù)渲虚_關(guān)關(guān)斷的情況 ? 在 K由閉合到斷開的瞬間， N2側(cè)產(chǎn)生了一定大小的反激電壓和電流，如果 N2直接接在負(fù)載 R上則會(huì)有一個(gè)非常大的脈沖。 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)， C是儲(chǔ)能濾波電容， R是負(fù)載電阻，二極管 D起到的是反向阻流的作用 注意：變壓器次級(jí)線圈的同名端對(duì)調(diào)一下，原來(lái)變壓器輸出電壓的正、負(fù)極性就會(huì)完全顛倒過(guò)來(lái) 反激式變壓器開關(guān)電源工作過(guò)程 ? 反激式變壓器開關(guān)電源的工作情況同BUCKBOOST拓?fù)錁O為相似 ? 在 K接通的 Ton期間，輸入電源 Ui對(duì)變壓器初級(jí)線圈 N1繞組加電， N1繞組有電流 i1流過(guò)，兩端產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，同時(shí)N2繞組的兩端也產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，但由于整流二極管的作用，沒有產(chǎn)生回路電流，相當(dāng)于開路，變壓器相當(dāng)與一個(gè)儲(chǔ)能電感。 電壓增益比 ? 從前面的介紹可以發(fā)現(xiàn)，正激式開關(guān)變壓電源實(shí)際上是變壓隔離器同 BUCK電路串聯(lián)合成的。 各點(diǎn)信號(hào)波形 K關(guān)斷后， i10等于 0，變壓器次級(jí)線圈 N2繞組回路中的電流 i2也等于 0，所以，為了維持磁通大小不變， N3繞組產(chǎn)生新的勵(lì)磁電流，大小等于 N1線圈中勵(lì)磁電流 ?i1被折算到 N3繞組中，電流初值 i30 等于 ?i1/n，這個(gè)電流的大小是隨著時(shí)間下降的。 ? K接通，瞬間流過(guò)正激式開關(guān)電源變壓器的電流立刻就可以達(dá)到某個(gè)穩(wěn)定值，這個(gè)穩(wěn)定電流值是與變壓器次級(jí)線圈電流大小相關(guān)的，把這個(gè)電流記為i10，變壓器次級(jí)線圈電流為 i2，那么就是： i10 = n i2 ，其中 n為變壓器次級(jí)電壓與初級(jí)電壓比。 ? K閉合時(shí)， D3不導(dǎo)通，而當(dāng) K斷開，由于 N3的存在，當(dāng)變壓器初級(jí)線圈的勵(lì)磁電流突然為 0， D3導(dǎo)通，流過(guò) N3繞組中的電流正好接替原來(lái)勵(lì)磁電流的作用，同時(shí)對(duì) Ui充電，使變壓器鐵心中的磁感應(yīng)強(qiáng)度由最大值 Bm返回到剩磁所對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 Br位置 ? 這就完成了磁芯的磁復(fù)位，通過(guò)反向充電把磁能重新轉(zhuǎn)換為電能 ?一方面， N3繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)通過(guò)二極管 D3可以對(duì)反電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行限幅，并把限幅能量返回給電源，對(duì)電源進(jìn)行充電；另一方面，流過(guò) N3繞組中的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以使變壓器的鐵心退磁，使變壓器鐵心中的磁場(chǎng)強(qiáng)度恢復(fù)到初始狀態(tài)。 ? 注意： 開關(guān)變壓器部分，初、次級(jí)線圈的同名端相同，同反激式區(qū)別 ? 穩(wěn)壓電路部分，儲(chǔ)能濾波電感 L和儲(chǔ)能濾波電容 C，還有續(xù)流二極管 D2，就是 BUCK電路 N3繞組的作用 ? 在正激式變壓隔離器中 N3繞組不可取代，它的核心作用是 磁復(fù)位 ? K關(guān)斷的瞬間，為了維持勵(lì)磁磁場(chǎng)不變，變壓器的初、次線圈繞組都會(huì)產(chǎn)生很高的反電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)反電動(dòng)勢(shì)是由流過(guò)變壓器初線圈繞組的勵(lì)磁電流存儲(chǔ)的磁能量產(chǎn)生的。 控制開關(guān) K不斷地反復(fù)接通和關(guān)斷過(guò)程，在負(fù)載 R上就可以得到一個(gè)負(fù)極性的電壓輸出。當(dāng)τ， D1在某一區(qū)間內(nèi)不連續(xù)狀態(tài)，除此為連續(xù)狀態(tài) ? CCM和 DCM模式下的增益比 M同 D1的關(guān)系見右下圖 供能模式問題 ? 下面談一談 BOOST電路的供能模式問題，當(dāng) K閉合的時(shí)候，是由 C向負(fù)載供電的，而當(dāng) K打開時(shí)，情況就比較復(fù)雜了，可以分為 CISM完全電感供能模式和 IISM不完全電感供能模式 ? 當(dāng)電路在 DCM下， K打開一定不是完全由電感
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