单端正激电路
一、工作原理
如图:
q1导通时,副边二极管d1导通,d2截止,电网通过变压器t1向负载rl输送能量,此时输出滤波电感l0储存能量。
当q1截止时,电感的储能通过续流二极管d2向负载释放,d1截止。n3与二极管d3串联起到去磁复位的作用。
注意:复位绕组对变压器工艺的要求,要求耦合好又要绝缘好。还有其它形式复位电路如rcd复位电路lcd复位电路
ns/np为副边原边匝比
ton/t为导通时间与周期的比,即导通占空比
e为原边绕组电压
二、正激电路的设计
设计前我们要给定电路设计的一些指标参数,总结为:
1、开关频率
2、输入电压范围:vinmin—vinmax
3、输出负载范围:iomin—iomax
4、输出电压范围:vomin—vomax
5、滤波电感电流的纹波:△ilf
6、输出电压纹波:△vo
第一步:工作频率的确定
工作频率对电源体积以及特性影响很大,必须很好地选择。
工作频率高时,输出滤波器和输出变压器可小型化,过渡响应速度快。但主开关元件、输出二极管、输出电容以及输出变压器的磁芯,还有电路设计等都受到限制。另外,还要注意输出变压器绕组匝数。
第二步:最大导通时间(tonmax)的确定。
tonmax=t×dmax
对于正向激励d选为0.4~0.45较适宜。dmax是设计电路时的一个重要参数,它对主开关元件,输出二极管的耐压与输出保持时间,输出变压器以及输出滤波器的大小,变换效率等都有很大影响。
第三步:变压器次级输出电压的计算
vsmin:变压器次级最低电压
vomax:最大输出电压
vl:电感线圈压降
vf:输出侧二极管的正向压降
另外,功率开关器件电流电压耐量的确定,
变压器原副边绕组线径的确定。
双管正激同步整流直驱电路分析
双管正激变换器电路图如图 1 所示。双管正激变换器结构简单,由开关管vt1、vt2,二极管d1、d2;同步整流管sr1、sr2,变压器,电感l,电容c和负载r组成。
图1 双管正激直驱同步整流电路
双管正激直驱同步整流主要波形图
电路图双管正激同步整流变换器各点的波形和工作过程如图 2 所示。当双管正激变换器工作在电感电流连续导电模式时,在一个开关周期中,双管正激变换器可以分为三个工作过程。
(1) 第一阶段(t0~t1):在t0时刻,开关管vt1、vt2导通,流过的电流为次级折算到初级电流和励磁电流之和,即in1=io/n+im变压器原边绕组的电压为上正下负,d1、d2截止,每个二极管承受电压为vi;与其耦合的副边绕组电压也为上正下负,且un2=vi/ n,sr1栅极电压为vi/n,sr1导通;sr2的栅源电压vds1为负值,(vds1为sr1的导通压降,vds1值很小可以近似为零)sr2关断,sr2漏源承受的电压为vi/n。电感电流线性上升,上升率为(vi/n-vo)/l。流过二极管sr1和l的电流相等,流过最大电流为vo/(nro,min)。输入电能通过同步整流sr1传递给负载,同时将部分能量储存在输出回路中的储能电感l中,直到t1时刻,开关管vt1、vt2关断;
(2) 第二阶段(t1~t2):t1时刻,vt1、vt2关断后,每个开关管两端所承受的电压为vi。原边绕组电压为上负下正,d1、d2导通,存储在漏感中的所有能量通过两个二极管d1、d2回馈给电源,流过d1、d2的电流为励磁电流。副边绕组电压为上负下正,且un2=-vi/n,sr2栅源电压为vi/ n,sr2导通,流过sr2和l的电流相等;sr1栅极电压为负,sr1关断,承受的反向电压为vi/n。此时,储能电感l将储存的磁能变为电能,通过同步续流管sr2继续向负载供电。
(3) 第三阶段(t2~t3):变压器复位为零时,sr1、sr2的栅极电压为零,sr1、sr2关断。储能电感l将储存的磁能变为电能,通过同步续流管sr2的体二极管继续向负载供电。在此阶段开关管vt1、vt2两端所承受的电压uvt=0.5vi。
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