開關(guān)電源常見拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(已改無錯字)
2022-09-12 22:02:30 本頁面
【正文】 M=D1/(1D1) ? 從前面的分析可以看出 BUCKBOOST電路在 K閉合時利用 L蓄能，在 K斷開時向 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)會在隔離式開關(guān)電源中對這種模式進(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是儲能濾波電感， C是儲能濾波電容， D2是續(xù)流二極管， D3是削反峰二極管， R是負(fù)載電阻。 ? 注意： 開關(guān)變壓器部分，初、次級線圈的同名端相同，同反激式區(qū)別 ? 穩(wěn)壓電路部分，儲能濾波電感 L和儲能濾波電容 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，為了維持勵磁磁場不變，變壓器的初、次線圈繞組都會產(chǎn)生很高的反電動勢，這個反電動勢是由流過變壓器初線圈繞組的勵磁電流存儲的磁能量產(chǎn)生的。 ? 為了防止在 K關(guān)斷瞬間產(chǎn)生反電動勢擊穿開關(guān)器件，在開關(guān)電源變壓器中增加一個反電動勢能量吸收反饋線圈 N3繞組以及一個削反峰二極管 D3。 ? K閉合時， D3不導(dǎo)通，而當(dāng) K斷開，由于 N3的存在，當(dāng)變壓器初級線圈的勵磁電流突然為 0， D3導(dǎo)通，流過 N3繞組中的電流正好接替原來勵磁電流的作用，同時對 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)電動勢通過二極管 D3可以對反電動勢進(jìn)行限幅，并把限幅能量返回給電源，對電源進(jìn)行充電；另一方面，流過 N3繞組中的電流產(chǎn)生的磁場可以使變壓器的鐵心退磁，使變壓器鐵心中的磁場強(qiáng)度恢復(fù)到初始狀態(tài)。 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 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。 ? K接通，瞬間流過正激式開關(guān)電源變壓器的電流立刻就可以達(dá)到某個穩(wěn)定值，這個穩(wěn)定電流值是與變壓器次級線圈電流大小相關(guān)的，把這個電流記為i10，變壓器次級線圈電流為 i2，那么就是： i10 = n i2 ，其中 n為變壓器次級電壓與初級電壓比。 ? 隨后， i1會線性上升，這是因?yàn)榱鬟^正激式變壓器的電流 i1除了 i10之外還有一個勵磁電流，由 ?i1 = Ui*t/L1 可知，電流呈線性增長。 各點(diǎn)信號波形 K關(guān)斷后， i10等于 0，變壓器次級線圈 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)生新的勵磁電流，大小等于 N1線圈中勵磁電流 ?i1被折算到 N3繞組中，電流初值 i30 等于 ?i1/n，這個電流的大小是隨著時間下降的。 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，占空比 D1應(yīng)當(dāng)控制在 ，以保證電流降為 0，反電動勢能量容易放完 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)斷瞬間變壓器次級線圈產(chǎn)生的高壓反電動勢能量，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，它會通過放電（與輸出電壓串聯(lián)）的形式向負(fù)載提供能量。 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。 ? 變壓隔離器起到了 變壓開關(guān) 的作用，通過 K的開斷，將高壓直流信號轉(zhuǎn)換成為了低壓脈沖信號，輸入到后續(xù)的 BUCK電路中，做進(jìn)一步處理輸
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