正激电路的分析

                发表于 2019-05-31 10:14:36 收藏 已收藏
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                正激电路的分析

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                单端正激电路

                一、 工作原理

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                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 

                正激电路的分析

                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:Vin min—Vin max 

                3、输出负载范围:Io min—Io max 

                4、输出电压范围:Vo min—Vo max

                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(Ton max)的确定。          

                Ton max=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

                正激电路的分析

                Vs min:变压器次级最低电压 

                Vo max: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

                正激电路的分析

                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

                正激电路的分析

                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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