讨论几种推挽输出变压器的优缺点
推挽开关电源原理讲解
推挽开关电源原理讲解1.输入直流电源:推挽开关电源的输入电源为直流电源,通常是12V或24V的电压。
这个直流电源是通过电池或者直流电源适配器提供的。
2.方波发生器:推挽开关电源中有一个方波发生器,它通过以一定频率和占空比产生高频方波信号。
这个方波信号的频率通常在几十kHz到几百kHz之间。
3.驱动电路:方波信号通过驱动电路传递给弹簧刷式直流电机的转子。
当方波信号为高电平时,转子朝一个方向旋转;当方波信号为低电平时,转子朝另一个方向旋转。
这样,方波信号的高低电平变化使得转子不断地旋转,进而形成交流电信号。
4.变压器:向弹簧刷式直流电机的转子加上一个变压器,可以将直流电转换为交流电。
变压器中的绕组将转子产生的信号隔离开来,从而将信号输出到负载端。
5.输出负载:推挽开关电源的输出端连接到负载,负载可以是无线电设备、汽车电子设备等。
当交流信号通过负载时,可以起到提供相应功能的作用,例如无线电接收天线的放大。
推挽开关电源的主要优点包括效率高、输出稳定、结构简单等。
它可以根据输入信号的变化迅速调整输出功率,从而适应不同负载要求。
此外,推挽开关电源可以轻松实现高效率的电能转换,例如将12V的直流电源转换为220V的交流电源。
不过,推挽开关电源也存在一些缺点。
例如,在使用时,可能会产生电磁干扰,需要采取相应的屏蔽措施。
另外,由于其工作频率较高,需要使用高速开关元件和驱动电路,增加了系统的复杂性和成本。
总之,推挽开关电源是一种常用的电源变换电路,通过转换直流电为交流电实现了电能的高效转换。
其工作原理简单,并且具有高效率、输出稳定等优点,因此被广泛应用于各种电子设备中。
推挽式变压器
推挽全桥双向直流变换器的研究1 引言随着环境污染的日益严重和新能源的开发,双向直流变换器得到了越来越广泛的应用,像直流不停电电源系统,航天电源系统、电动汽车等场合都应用到了双向直流变换器。
越来越多的双向直流变换器拓扑也被提出,不隔离的双向直流变换器有Bi Buck/Boost、Bi Buck-Boost、Bi Cuk、 Bi Sepic-Zeta;隔离式的双向直流变换器有正激、反激、推挽和桥式等拓扑结构。
不同的拓扑对应于不同的应用场合,各有其优缺点。
推挽全桥双向直流变换器是由全桥拓扑加全波整流演变而来。
推挽侧为电流型,输入由蓄电池供给,全桥侧为电压型,输入接在直流高压母线上。
此双向直流变换器拓扑适用在电压传输比较大、传输功率较高的场合。
本文分析了推挽全桥双向直流变换器的工作原理,通过两种工作模式的分析,理论上证明了此拓扑实现能量双向流动的可行性,并对推挽侧开关管上电压尖峰形成原因进行了分析,提出了解决方法,在文章的最后给出了仿真波形和实验波形。
2工作原理图1为推挽全桥双向DC/DC变换器原理图。
图2给出了该变换器的主要波形。
变换器原副边的电气隔离是通过变压器来实现的,原边为电流型推挽电路,副边为全桥电路,该变换器有两种工作模式:(1)升压模式:在这种工作模式下S1 、S2 作为开关管工作; S3,S4 ,S5 ,S6 作为同步整流管工作,整流方式为全桥整流,这种整流方式适用于输出电压比较高,输出电流比较小的场合。
由于电感L 的存在 S1、S2 的占空比必须大于0.5。
(2)降压模式:在这种工作模式下 S3, S4, S5,S6 作为开关管工作,S1 、S2 作为同步整流管工作,整流方式为全波整流。
分析前,作出如下假设:所有开关管、二极管均为理想器件;所有电感、电容、变压器均为理想元件;,;2.1升压工作模式在升压工作模式下,原边输入为电流型推挽电路,副边输出为全桥整流电路。
S1 ,S2 作为开关管工作,S3 , S4, S5,S6 作为同步整流管工作。
关于输出变压器的绕制
关于输出变压器的绕制(单端)一般业余绕制输出变压器不必过多注重理论参数和公式计算,但有三项指标必须重视:1.输出变压器阻抗。
2.尽量大的电感量。
3尽量小的分布电容。
对于输出变压器阻抗,理论上讲即变压器阻抗必须和功放管内阻一致,这样才能达到该功放管的最大设计功率,但实际制作胆机时,往往为了最佳音质而舍弃最佳功率,因而一般都取变压器阻抗远大于胆管内阻。
以805管为例,本人一般设计变压器时都取其胆内阻的3-5倍,因为有如此大的余量,所以只要按原设计者提供的数据绕制,一般都不会有什么问题。
尽量大的电感量和尽量小的分布电容,电感量大则低频好,分布电容小则高频好,但这本身就是一对矛盾,因为要电感量大则分布电容必然也大,要分布电容小则电感量也必然会小,如何解决这一对矛盾,既要电感量大,以保持低频好,又要分布电容小以保持好的高频,这就是我们绕制输出变压器以保证音质的关键所在。
如何解决好这一对矛盾呢?下面详细谈谈个人的制作体会,不对之处请大家讨论。
1.为保证有尽量大的电感量,一定要选择大规格的铁芯,只有大规格铁芯才是大电感量的重要保证,市售成品机往往低频下潜不深、缺乏弹性、没有冲击力,速度慢的重要因素都在其为节约成本选用铁芯太小所致,尤其是单端机,因为要流气缝,铁芯规格小了肯定是不行的,本人用于10-20W的小功率单端机的输出牛铁芯决不会小于舌宽35mm,叠厚不得小于65mm,即35×65以上。
而大功率单端机的输出牛一般都用舌宽41mm,叠厚75mm,也就是41×75以上,以保证该输出牛有足够的电感量,从而保证低频有很好的下潜,弹性和速度。
2.为保证有尽量小的分布电容:a.各绕组尽量分多层绕制,一般来讲初级绕组不得小于5-7层,次级绕组也必须分5-7层,夹在初级绕组当中,因为这样即有很好的藕合,且各绕组的分布电容呈串联结构,而电容是越串联越小的。
b.注意绕制工艺,手法也是减少分布电容的重要措施。
推挽式变压器开关电源原理
推挽式变压器开关电源原理——陶显芳老师谈开关电源原理与设计-所谓双激式变压器开关电源,就是指在一个工作周期之内,变压器的初级线圈分别被直流电压正、反激励两次。
与单激式变压器开关电源不同,双激式变压器开关电源一般在整个工作周期之内,都向负载提供功率输出。
双激式变压器开关电源输出功率一般都很大,因此,双激式变压器开关电源在一些中、大型电子设备中应用很广泛。
这种大功率双激式变压器开关电源最大输出功率可以达300 瓦以上,甚至可以超过1000 瓦。
推挽式、半桥式、全桥式等变压器开关电源都属于双激式变压器开关电源。
本次先就其中的推挽式变压器开关电源进行讲解。
推挽式变压器开关电源的工作原理在双激式变压器开关电源中,推挽式变压器开关电源是最常用的开关电源。
由于推挽式变压器开关电源中的两个控制开关K1 和K2 轮流交替工作,其输出电压波形非常对称,并且开关电源在整个工作周期之内都向负载提供功率输出,因此,其输出电流瞬间响应速度很高,电压输出特性也很好。
推挽式变压器开关电源是所有开关电源中电压利用率最高的开关电源,它在输入电压很低的情况下,仍能维持很大的功率输出,所以推挽式变压器开关电源被广泛应用于DC/AC 逆变器,或DC/DC 转换器电路中。
1.交流输出推挽式变压器开关电源一般的DC/AC 逆变器,如交流不间断电源〔简称UPS〕,大多数都是采用推挽式变压器开关电源电路。
这种DC/AC 逆变器工作频率很高,所以体积可以做得非常小;由于这个特点,推挽式变压器开关电源也经常用于AC/AC 转换电路中,以减小电源变压器的体积。
图1-27 是交流输出纯电阻负载推挽式变压器开关电源的简单原理图。
图中,K1、K2 是两个控制开关,它们工作的时候,一个接通,另一个关断,两个开关轮流接通和关断,互相交替工作;T为开关变压器,N1、N2 为变压器的初级线圈,N3 为变压器的次级线圈;Ui 为直流输入电压,R为负载电阻;uo 为输出电压,io 为流过负载的电流。
推挽变压器工作原理
推挽变压器工作原理推挽变压器是一种常见的电力变压器,常用于直流电源的转换和功率放大电路中。
它具有较高的效率和稳定性,广泛应用于各种电子设备和电力系统中。
推挽变压器由两个相同的互感器组成,分别称为驱动互感器和输出互感器。
驱动互感器接收输入信号并产生交流电压,输出互感器将交流电压转换为所需的输出信号。
推挽变压器的工作原理可以分为两个阶段:工作阶段和切换阶段。
在工作阶段,输入信号被驱动互感器接收,并通过磁耦合效应传递给输出互感器。
驱动互感器和输出互感器的绕组都由导线绕制成螺线管。
当输入信号通入驱动互感器时,驱动互感器的绕组中产生磁场。
这个磁场通过磁路传递给输出互感器的绕组,进而在输出互感器中产生电压。
在切换阶段,输出互感器的绕组中的磁场被切断,继而导致输出电压的变化。
这是通过一个切换器实现的,切换器通常由一个或多个开关管组成。
当切换器关闭时,输出互感器的磁场被切断,导致输出电压下降。
当切换器打开时,输出互感器的绕组中重新建立磁场,导致输出电压上升。
通过不断重复这个过程,输出电压可以以所需的频率和振幅进行切换。
推挽变压器的工作原理可以通过下面的步骤来总结:输入信号通过驱动互感器的绕组,产生磁场。
磁场通过磁路传递给输出互感器的绕组,产生输出电压。
切换器切断输出互感器的磁场,导致输出电压下降。
切换器打开,重新建立输出互感器的磁场,导致输出电压上升。
通过不断重复切换过程,输出电压以所需的频率和振幅进行切换。
推挽变压器的优点是效率高、稳定性好、功率范围广等。
它可以实现高效率的电能转换和功率放大,广泛应用于各种电子设备和电力系统中。
总结起来,推挽变压器是一种通过驱动互感器和输出互感器之间的磁耦合效应实现电能转换和功率放大的设备。
它的工作原理基于输入信号通过驱动互感器产生磁场,磁场通过磁路传递给输出互感器的绕组,产生输出电压。
通过切换器的切断和打开,输出电压可以以所需的频率和振幅进行切换。
推挽变压器具有高效率、稳定性好等优点,是电子设备和电力系统中常用的电力变压器。
图文并茂解析变压器各种绕线工艺!(包含各种拓扑)
图⽂并茂解析变压器各种绕线⼯艺!(包含各种拓扑)⼀、传统变压器篇单路输出 Flyback 及常见的变压器绕组结构红⾊:初级绕组紫⾊:辅助绕组黄⾊:次级绕组特点:辅助绕组位夹在初级、次级中间缺点:1, 临近效应很强,绕组交流损耗⼤2, 初、次级间的漏感较⼤,吸收回路损耗较⼤,效率较低优点:1,⼯艺结构⼗分简单,易于制造2,初级外层接电位静⽌的V+端,易于实现⽆Y改进的 Flyback 变压器绕组结构(简易型)红⾊:初级绕组紫⾊:辅助绕组黄⾊:次级绕组特点:辅助绕组位于线包最⾥层,初级在中间、次级在最外边缺点:临近效应很强,绕组交流损耗⼤优点:1,⼯艺结构⼗分简单,易于制造2,初级外层接电位静⽌的V+端,易于实现⽆Y3,初次级间漏感较⼩,吸收回路损耗较⼩,效率较⾼改进的 Flyback 变压器绕组结构(三明治型)红⾊:初级绕组红⾊:初级绕组紫⾊:辅助绕组黄⾊:次级绕组特点:辅助绕组位于线包最⾥层,然后分别是初级的⼀半,次级全部,初级的另⼀半;缺点:1, 次级临近效应很强,绕组交流损耗⼤2,初级的⼀半绕组没有任何的静电位层供屏蔽⽤,⽆法实现⽆Y优点:1, ⼯艺结构复杂,不利于制造;2, 初次级间漏感较⼩,吸收回路损耗较⼩,效率较⾼3, 初级临近效应较⼩,绕组交流损耗⼩Flyback 多路输出L3 与L4 之间的漏感,引起交叉调整。
实⽤的多路输出型⾼压输出绕组叠在低压绕组之上,双线并绕降低交叉调整功率传输变压器(含正激、推挽、半桥、全桥)合理的绕组结构, 层厚⼩于2Δ红⾊:初级绕组紫⾊:辅助绕组黄⾊:次级绕组实际变压器的模型虚线内为理想变压器脉冲变压器信号传输失真由于原边及幅边漏感,电阻分量的存在,脉冲在经过变压器后,产⽣延迟、斜率变缓、振铃、顶降脉冲电流的分解脉冲电流的分解脉冲电流由基波电流及各⾼次谐波电流组成占空⽐越⼩,基波分量越⼩,⾼次谐波分量越⼤,因此线径的选择(穿透深度*2)不能只考虑基波电流的频率输出功率与频率的关系(EE25 单端变换器为例)理论上,对于指定的磁芯,在相同的磁密下,输出功率与频率呈正⽐,但实际上并⾮如此,原因有:1,频率升⾼,穿透深度下降,需要⽤较⼩的线径,窗⼝利⽤率下降,且绕组层厚与穿透深度的⽐值增⼤,交流电阻⼤增,有效输出功率下降;2,频率增加,绝缘材料的耐压下降,为保证同样的绝缘强度,需要加⼤绝缘层厚度,进⼀步降低窗⼝利⽤率;3,频率到达某⼀程度后,磁芯损耗⼤增,需要适当降底磁通密度(具体请参考磁损表)LLC 变压器LLC 电路结构LLC 集成磁件漏感由原边与副边之间的档墙宽度、磁芯的磁导率、以及中柱长度与窗⼝⾼度的⽐值决定红⾊:初级绕组黄⾊:次级绕组⼩漏感的 LLC 集成磁件个别应⽤中,需要⽤到较⼩的漏感,挡墙的宽度较⼩,安全间距可利⽤下⾯的结构来满⾜。
开关电源原理与设计 连载28 整流输出推挽式变压器开关电源
开关电源原理与设计连载28 整流输出推挽式变压器开关电源陶显芳整流输出推挽式变压器开关电源,由于两个开关管轮流交替工作,相当于两个开关电源同时输出功率,其输出功率约等于单一开关电源输出功率的两倍。
因此,推挽式变压器开关电源输出功率很大,工作效率很高,经桥式整流或全波整流后,仅需要很小的滤波电感和电容,其输出电压纹波就可以达到非常小。
图1-30是桥式整流输出推挽式变压器开关电源工作原理图,除了整流滤波电路以外,其余部分电路的工作原理基本与图1-27相同。
桥式整流电路由D1、D2、D3、D4组成,C为储能滤波电容,R为负载电阻,Uo为直流输出电压,Io为流过负载电阻的电流。
图1-31是全波整流输出的推挽式变压器开关电源工作原理图,同样,除了整流滤波电路以外,其余部分电路的工作原理基本与图1-27和图1-30相同。
但开关变压器的次级需要多一个绕组,两个绕组N31、N32轮流输出电压;全波整流电路由D1、D2组成,C为储能滤波电容,R为负载电阻,Uo为直流输出电压,Io 为流过负载电阻的电流。
图1-30与图1-31比较,桥式整流输出的推挽式变压器开关电源比全波整流输出的推挽式变压器开关电源多用两个整流二极管,但全波整流输出的开关变压器又比桥式整流输出的开关变压器多一组次级线圈。
因此,图1-30桥式整流输出推挽式变压器开关电源比较适用于输出电流相对较小的情况;而图1-31全波整流输出推挽式变压器开关电源比较适用于输出电流相对较大的情况。
因为,大电流整流二极管成本高,而且损耗功率也比较大。
下面我们来详细分析图1-30桥式整流输出推挽式变压器开关电源和图1-31全波整流输出推挽式变压器开关电源的工作原理。
由于图1-30桥式整流输出推挽式变压器开关电源或图1-31全波整流输出推挽式变压器开关电源的电压输出电路中都接有储能滤波电容,储能滤波电容会对输入脉动电压起到平滑的作用,因此,图1-30和图1-31中输出电压Uo都不会出现很高幅度的电压反冲,其输出电压的峰值Up基本上就可以认为是半波平均值Upa。
推挽式开关电源的优点和缺点
1推挽式开关电源输出电流瞬态响应速度很高,电压输出特性很好。推挽式开关电源是所有开关电源中电压利用率最高的开关电源。
由于推挽式开关电源中的两个控制开关轮流交替工作,其输出电压波形非常对称,并且开关电源在整个周期之内都向负载提供功率的输出,因此,其输出电流瞬态响应速度很高,电压输出特性很好。推挽式开关电源是所有开关电源中电压利用率最高的开关电源。它在输入电压很低的情况下,仍然能维持很大的输出功率,所以推挽式开关电源被广泛的应用于低输入电压的DC/AC逆变器,活DC/DC转换器电路中。
6 全桥式变压器开关电源的缺点主要是功率损耗比较较大,因此,全桥式变压器开关电源不适宜用于工作电压较低的场合,否则工作效率会很低。另外,全桥式变压器开关电源中的4个开关器件连接没有公共地,与驱动信号连接比较麻烦。
7 全桥式开关电源的缺点是会出现半导通区,损耗大。
全桥式开关电源最大的缺点是,当两组控制开关K1、K4和K2、K3处于交替转换工作状态的时候,4个开关器件会同时出现一个很短时间的半导通区域,即两组控制开关同时处于接通状态。这是因为开关器件在开始导通的时候,相当于对电容充电,它从截止状态到完全导通状态需要一个过渡过程;而开关器件从导通状态转换到截止状态的时候,相当于对电容放电,它从导通状态到完全截止状态也需要一个过渡过程。
4 半桥式开关电源的缺点是会出现半导通区,损耗大。
半桥式开关电源最大的缺点是,当两个控制开关K1和K2处于交替转换工作状态的时候,两个开关器件会同时出现一个很短时间的半导通区域,即两个控制开关同时处于接通状态。这是因为开关器件在开始导通的时候,相当于对电容充电,它从截止状态到完全导通状态需要一个过渡过程;而开关器件从导通状态转换到截止状态的时候,相当于对电容放电,它从导通状态到完全截止状态也需要一个过渡过程。
几种常见的功放电路
电子整机维修
几种常见的功放电路
1.甲类功放电路:甲类功放电路又称为单管功率放大器。此类放大器末级功率管的工作点在其线 性部分的中点,不论信号电平如何变化,他从电源取出的电流总是恒定不变的,因此也是效率 比较低的。其实际效率不超过25%。甲类放大器的优点是无交越失真和开关失真,而且谐波分 量中次级谐波非常丰富,听感上具有低音厚实、中音柔顺温暖,高音清晰圆润、层次感丰富的 特点。缺点是耗电量大,效率低,容易发热和对散热性要求高。此外,由于长期工作在大电流 高温状态下,因此容易引起可靠性和寿命方面的问题,而且整机成本较高。此类放大器适用于 小功率高保真放大。 如图所示为单管甲类功率放大电路。T1是输入变压器,其主要作用是变换阻抗(使前级得 到一个合适的负载),传输交流信号;T2是输出变压器,也主要起阻抗变换作用(使负载RL 与功放管的输出电阻相匹配)、传输功率。RB1、RB2、RE构成功放管的带直流负反馈的分 压式偏置电路;CB和CE分别为基极和发射极的交流旁路电容,CB将RB1和RB2交流短路,避 免了输入信号在偏置电阻 1 R 0 2 c i t t C 1 c i 2 0 c i 2 1 0 V V E B B G t U 1/2 ~ i i u u 0
全桥,半桥,推挽,正激,反激的优缺点比较及应用场合分析
全桥,半桥,推挽,正激,反激的优缺点比较及应用场合分析优缺点比较一、全桥式开关电源的优点和缺点1、全桥式变压器开关电源输出功率很大,工作效率很高全桥式变压器开关电源与推挽式变压器开关电源一样,由于两组开关器件轮流交替工作,相当于两个开关电源同时输出功率,其输出功率约等于单一开关电源输出功率的两倍。
因此,全桥式变压器开关电源输出功率很大,工作效率很高,经桥式整流或全波整流后,其输出电压的电压脉动系数Sv和电流脉动系数Si都很小,仅需要一个很小值的储能滤波电容或储能滤波电感,就可以得到一个电压纹波和电流纹波都很小的输出电压。
2、全桥式开关电源的优点是开关管的耐压值特别的低全桥式变压器开关电源最大的优点是,对4个开关器件的耐压要求比推挽式变压器开关电源对两个开关器件的耐压要求可以降低一半。
因为,全桥式变压器开关电源4个开关器件分成两组,工作时2个开关器件互相串联,关断时,每个开关器件所承受的电压,只有单个开关器件所承受电压的一半。
其最高耐压等于工作电压与反电动势之和的一半,这个结果正好是推挽式变压器开关电源两个开关器件耐压的一半。
3、全桥式变压器开关电源主要用于输入电压比较高的场合在输入电压很高的情况下,采用全桥式变压器开关电源,其输出功率要比推挽式变压器开关电源的输出功率大很多。
因此,一般电网电压为交流220伏供电的大功率开关电源大部分都是使用全桥式变压器开关电源。
而在输入电压较低的情况下,推挽式变压器开关电源的输出功率又要比全桥式变压器开关电源的输出功率大很多。
4、全桥式变压器开关电源的电源利用率比推挽式变压器开关电源的电源利用率低一些因为2组开关器件互相串联,两个开关器件接通时总的电压降要比单个开关器件接通时的电压降大一倍;但比半桥式变压器开关电源的电源利用率高很多。
因此,全桥式变压器开关电源也可以用于工作电源电压比较低的场合。
5、与半桥式开关电源一样,全桥式变压器开关电源的变压器初级线圈只需要一个绕组,这也是它的优点,这对小功率开关电源变压器的线圈绕制多少带来一些方便。
变压器推挽式功率变换电路
变压器推挽式功率变换电路是一种常见的电力电子变换器,它通过推挽式的变压器结构实现功率的转换。
以下是这种电路的基本工作原理和特点:
工作原理:
推挽式功率变换电路中,有两个功率开关器件(通常为晶体管或绝缘栅双极晶体管)交替导通,以实现正负脉冲的输出。
变压器则被配置为两个次级线圈,一个正向连接,另一个反向连接。
当一个功率开关器件导通时,相应的次级线圈产生正向电压;而当另一个功率开关器件导通时,相应的次级线圈产生反向电压。
这样,在变压器的输出端就可以得到一个完整的交流电压波形。
电路特点:
1. 推挽式变换器不需要进行磁复位,因为它的两个次级线圈是相互抵消的。
因此,这种变换器的结构相对简单,不需要额外的磁复位电路。
2. 由于变压器是双向工作的,所以它的磁芯利用率相对较高。
这也意味着在同样的功率条件下,推挽式变换器的体积较小。
3. 推挽式变换器的开关频率是单端正激或反激式变换器的两倍,所以其铁芯的磁化特性是双向的。
这使得变压器的设计相对于单端正
激或反激式变换器更为复杂。
4. 推挽式变换器的两个开关管是交替工作的,所以它们的电流应力是平均的。
这使得推挽式变换器在开关管的选择上具有更大的灵活性。
以上就是变压器推挽式功率变换电路的基本工作原理和特点。
在实际应用中,由于其结构简单、效率高、可靠性好等优点,这种电路广泛应用于各种电源供应器和电机控制系统中。
全桥-半桥-推挽-正激-反激的优缺点比较及应用场合分析
全桥,半桥,推挽,正激,反激的优缺点比较及应用场合分析优缺点比较一、全桥式开关电源的优点和缺点1、全桥式变压器开关电源输出功率很大,工作效率很高全桥式变压器开关电源与推挽式变压器开关电源一样,由于两组开关器件轮流交替工作,相当于两个开关电源同时输出功率,其输出功率约等于单一开关电源输出功率的两倍。
因此,全桥式变压器开关电源输出功率很大,工作效率很高,经桥式整流或全波整流后,其输出电压的电压脉动系数Sv和电流脉动系数Si都很小,仅需要一个很小值的储能滤波电容或储能滤波电感,就可以得到一个电压纹波和电流纹波都很小的输出电压。
2、全桥式开关电源的优点是开关管的耐压值特别的低全桥式变压器开关电源最大的优点是,对4个开关器件的耐压要求比推挽式变压器开关电源对两个开关器件的耐压要求可以降低一半。
因为,全桥式变压器开关电源4个开关器件分成两组,工作时2个开关器件互相串联,关断时,每个开关器件所承受的电压,只有单个开关器件所承受电压的一半。
其最高耐压等于工作电压与反电动势之和的一半,这个结果正好是推挽式变压器开关电源两个开关器件耐压的一半。
3、全桥式变压器开关电源主要用于输入电压比较高的场合在输入电压很高的情况下,采用全桥式变压器开关电源,其输出功率要比推挽式变压器开关电源的输出功率大很多。
因此,一般电网电压为交流220伏供电的大功率开关电源大部分都是使用全桥式变压器开关电源。
而在输入电压较低的情况下,推挽式变压器开关电源的输出功率又要比全桥式变压器开关电源的输出功率大很多。
4、全桥式变压器开关电源的电源利用率比推挽式变压器开关电源的电源利用率低一些因为2组开关器件互相串联,两个开关器件接通时总的电压降要比单个开关器件接通时的电压降大一倍;但比半桥式变压器开关电源的电源利用率高很多。
因此,全桥式变压器开关电源也可以用于工作电源电压比较低的场合。
5、与半桥式开关电源一样,全桥式变压器开关电源的变压器初级线圈只需要一个绕组,这也是它的优点,这对小功率开关电源变压器的线圈绕制多少带来一些方便。
全桥,半桥,推挽,正激,反激的优缺点比较及应用场合分析
全桥,半桥,推挽,正激,反激的优缺点比较及应用场合分析优缺点比较一、全桥式开关电源的优点和缺点1、全桥式变压器开关电源输出功率很大,工作效率很高全桥式变压器开关电源与推挽式变压器开关电源一样,由于两组开关器件轮流交替工作,相当于两个开关电源同时输出功率,其输出功率约等于单一开关电源输出功率的两倍。
因此,全桥式变压器开关电源输出功率很大,工作效率很高,经桥式整流或全波整流后,其输出电压的电压脉动系数Sv和电流脉动系数Si都很小,仅需要一个很小值的储能滤波电容或储能滤波电感,就可以得到一个电压纹波和电流纹波都很小的输出电压。
2、全桥式开关电源的优点是开关管的耐压值特别的低全桥式变压器开关电源最大的优点是,对4个开关器件的耐压要求比推挽式变压器开关电源对两个开关器件的耐压要求可以降低一半。
因为,全桥式变压器开关电源4个开关器件分成两组,工作时2个开关器件互相串联,关断时,每个开关器件所承受的电压,只有单个开关器件所承受电压的一半。
其最高耐压等于工作电压与反电动势之和的一半,这个结果正好是推挽式变压器开关电源两个开关器件耐压的一半。
3、全桥式变压器开关电源主要用于输入电压比较高的场合在输入电压很高的情况下,采用全桥式变压器开关电源,其输出功率要比推挽式变压器开关电源的输出功率大很多。
因此,一般电网电压为交流220伏供电的大功率开关电源大部分都是使用全桥式变压器开关电源。
而在输入电压较低的情况下,推挽式变压器开关电源的输出功率又要比全桥式变压器开关电源的输出功率大很多。
4、全桥式变压器开关电源的电源利用率比推挽式变压器开关电源的电源利用率低一些因为2组开关器件互相串联,两个开关器件接通时总的电压降要比单个开关器件接通时的电压降大一倍;但比半桥式变压器开关电源的电源利用率高很多。
因此,全桥式变压器开关电源也可以用于工作电源电压比较低的场合。
5、与半桥式开关电源一样,全桥式变压器开关电源的变压器初级线圈只需要一个绕组,这也是它的优点,这对小功率开关电源变压器的线圈绕制多少带来一些方便。
反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式开关电源的优点和缺点
反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式开关电源的优点和缺点反激式开关电源的优点和缺点反激变换器01反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
反激式开关电源在控制开关接通期间不向负载提供功率输出,仅在控制开关关断期间才把存储能量转化为反电动势向负载提供输出,但控制开关的占空比为0.5时,变压器次级线圈输出的电压的平均值约等于电压最大值的的二分之一,而流过负载的电流正好等于变压器次级线圈最大电流的四分之一。
即电压脉动系数等于2,电流脉动系数等于4。
反激式开关电源的电压脉动系数,和正激式开关电源的脉动系数基本相同,但是电流的脉动系数是正激式开关电源的电流脉动系数的两倍。
由此可知,反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
特别是,反激式开关电源使用的时候,为了防止电源开关管过压击,起占空比一般都小于0.5,此时,流过变压器次级线圈的电流会出现断续,电压和电流的脉动系数都会增加,其电压和电流的输出特性将会变得更差。
02反激式开关电源的瞬态控制特性相对来说比较差。
由于反激式开关电源仅在开关关断期间才向负载提供能量输出,当负载电流出现变化时,开关电源不能立即对输出电压或电流产生反应,而需要等到下一个周期事,通过输出电压取样和调宽控制电路的作用,开关电源才开始对已经过去了的事情进行反应,即改变占空比,因此,反激式开关电源的瞬态控制特性相对来说比较差。
有时,当负载电流变化的频率和相位与取样、调宽控制电路输出的电压的延时特性在相位保持一致的时候,反激式开关电源输出电压可能会产生抖动,这种情况在电视机的开关电源中最容易出现。
03反激式开关电源变压器初级和次级线圈的漏感都比较大,开关电源变压器的工作效率低。
反激式开关电源变压器的铁芯一般需要留一定的气隙,一方面是为了防止变压器的铁芯因流过变压器的初级线圈的电流过大,容易产生磁饱和。
另一方面是因为变压器的输出功率小,需要通过调整电压器的气隙和初级线圈的匝数,来调整变压器初级线圈的电感量的大小。
推挽电路
推挽电路
推挽电路是两不同极性晶体管输出电路无输出变压器(有OTL、OCL等)。
是两个参数相同的功率 BJT 管或MOSFET 管,以推挽方式存在于电路中,各负责正负半周的波形放大任务,电路工作时,两只对称的功率开关管每次只有一个导通,所以导通损耗小效率高。
推挽输出既可以向负载灌电流,也可以从负载抽取电流。
如果输出级的有两个三极管,始终处于一个导通、一个截止的状态,也就是两个三级管推挽相连,这样的电路结构称为推拉式电路或图腾柱(Totem-pole)输出电路。
当输出低电平时,也就是下级负载门输入低电平时,输出端的电流将是下级门灌入T4;当输出高电平时,也就是下级负载门输入高电平时,输出端的电流将是下级门从本级电源经 T3、D1 拉出。
这样一来,输出高低电平时,T3 一路和 T4 一路将交替工作,从而减低了功耗,提高了每个管的承受能力。
又由于不论走哪一路,管子导通电阻都很小,使 RC 常数很小,转变速度很快。
因此,推拉式输出级既提高电路的负载能力,又提高开关速度。
推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止。
要实现线与需要用 OC(open collector)门电路。
推挽电路适用于低电压大电流的场合,广泛应用于功放电路和开关电源中。
它的优点是:
结构简单,开关变压器磁芯利用率高,推挽电路工作时,两只对称的功率开关管每次只有一个导通,所以导通损耗小。
缺点是:
变压器带有中心抽头,而且开关管的承受电压较高;由于变压器原边漏感的存在,功率开关管关断的瞬间,漏源极会产生较大的电压尖峰,另外输入电流的纹波较大,因而输入滤波器的体积较大。
推挽变压器工作原理
推挽变压器工作原理推挽变压器是一种特殊的变压器,是由一个中间开路的中心点的交流输入端口和两个输出端口组成。
它的主要作用是将输入电压转换成高电压或低电压。
在这种变压器中,变换器的输入电压分别被接在两个端口上,而输出电压被测量到中心点位置。
推挽变压器的工作原理基本上是基于互感的原理。
互感是指沿着磁性介质媒介导体的电场发生变化时,感应电动势将产生在附近的导体中。
推挽变压器中有两个环绕环绕于互相隔离的磁性介质的线圈,其中一个被称为主要线圈,另一个被称为次要线圈。
初始化时,主线圈接收交流电流和电压,次要线圈不含电力或电能。
当前通过主要线圈时,产生的磁场会在变压器的磁性介质中引起交变电动势,而这种电动势会进一步导致次要线圈中的电流开始流动,从而输出电压。
这里,电路中没有使用双极性(直流)电源,而是使用交流电源。
由于磁通和电流的相互作用,在输入电压变化时,主要线圈中将会产生磁场变化,同时也会在次要线圈中导致电动势的变化。
当输入电压经过正半周期后开始下降时,主线圈产生的磁场也会随之下降,导致次要线圈中的电动势也会随之下降。
因此,在输出端口的输出电压也会随着输入电压的下降而下降。
然后,当输入电压达到最低点并开始上升时,主要线圈再次产生磁场变化,从而导致次要线圈中的电动势也随之上升。
结果,在输出端口处的输出电流也随输入电压的上升而上升。
这意味着,通过交替地切换主要和次要线圈的电流,将实现输入端口中的低电压(通常为12伏特或24伏特)的转换到较高(通常为220伏特或240伏特)或较低的输出电压。
另一个推挽变压器的优点是,在它的输出端口中可以得到遗漏电感性质的电特性,因为磁性介质中的磁通并不是完全连续的。
这使得推挽变压器对于需要制造延迟电路,例如定时器或脉冲发生器非常有用。
在实际应用中,推挽变压器广泛用于变换交流电压,例如在小型家庭电器和家庭办公设备中。
此外,它们也在电力系统中广为使用,以便可以将电力从高电压输送到低电压终端。
推挽非晶变压器实战心得
由于非晶材质的最大饱和磁通密度 Bs 值较 高,变压器工作时的△B值就可取得大一些,这 样在足够升压比时的副边总匝数就可相对减少 ,从而减少了副边绕组分的布参数,降低副边 线包工作时的温升,有效提高整个DC/DC逆变级 的效率。 这样对于使用较低电压(如12V)蓄电池供 电的 800W~1500W 以上的大功率逆变器来说,用 一个小型(如 50-32-20 )非晶磁环形变压器一 次升压到位,一样可获得较高的效率与较低的 变压器(铁芯与绕组)温升。
根据非晶材质的频率-损耗特性,15KHz~35KHz是最常用的频率。 当然实际上由于不同厂家、不同生产工艺下的非晶特性还是有一定的差 别的,选择多少开关频率最好,需要多次反复比对不同开关频率 fs 与 △B时的性能如何,才能确定所选的频率、磁摆幅等工作参数是否合理 ,其中效率与持续工作的温升是两个需要特别重视与反复试验考量的性 能指标。因为工作温升直接会影响到变压器的安全性能,同时效率又与 铁芯、线包的工作温升也具有一定的关联。 另一个同样不能忽视的是静态励磁电流,由于非晶材质低电阻率导 致的涡流损耗较大,非晶变压器的励磁电流波形已不同于一般的铁氧体 变压器的三角波,不再完全符合Ipk=U*△T/L的变化关系,所以用测得 的原边感量与 MOS 管导通时间去估算励磁电流的大小是误差极大的, 即使是用开关频率下测得的感量去估算,实际值与计算值也可能相差较 大。而“励磁电流”的大小又关系到逆变器的空载(静态)功耗,因此 ,探求非晶变压器励磁电流大小与频率的关系,也是选择“合适频率” 的依据之一。
推挽非晶变压器实战心得
电源网焊接版版主
晶熔铁
前言
DC/DC升压逆变电路发展到今天,推挽电路仍是最常用 的主打拓扑,铁基非晶或超微晶磁环在各类逆变电源中的应 用已有好几年的历史,与铁氧体相比,非晶的最大优势是饱 和磁通密度与居里温度点都较高,从而可大大提高产品的功 率密度,减小产品体积。
推挽式电路是什么推挽式开关电源的优缺点解析
推挽式电路是什么推挽式开关电源的优缺点解析推挽式电路(Push-pull circuit)是一种常见的功率放大电路,主要用于实现信号的放大和驱动。
它由两个互补的晶体管(通常一个是NPN型晶体管,另一个是PNP型晶体管)组成,一个用于信号的正半周放大,另一个用于信号的负半周放大。
推挽式电路在放大信号的同时,还可以实现信号的反相。
推挽式开关电源是一种常见的开关电源拓扑结构,它的主要特点是将输入的直流电转换为高频脉冲信号,再通过输出变压器进行变压和整流输出。
推挽式开关电源具有以下几个优点:1.高效率:推挽式开关电源具有较高的转换效率,通常可以达到90%以上。
这是因为它通过开关元件的快速开关来控制输出电压,并且在开关元件导通和关断的瞬间,电流几乎没有能量损失。
2.稳定性好:推挽式开关电源通过反馈控制保持输出电压的稳定性。
当负载发生变化时,开关电源可以迅速调整开关元件的开关频率和占空比,以保持输出电压稳定。
3.多功能性:推挽式开关电源可以适应不同的输入电压和输出电压要求。
它可以用于电子设备、通信设备、汽车电子等领域,并可以实现不同电压的输出。
尽管推挽式开关电源具有许多优点1.复杂性:推挽式开关电源的设计和实现相对复杂,需要考虑开关元件的选型、传输线路的设计和电磁干扰等因素。
因此,对于一些应用而言,可能需要更高的设计和制造成本。
2.噪声问题:由于推挽式开关电源的高频开关操作,可能会产生较大的电磁干扰噪声。
尤其在用于音频放大器时,可能会对音质产生一定的影响。
3.输出波形的失真:由于开关元件等原因,推挽式开关电源的输出波形可能出现一定的失真。
这些失真可能会影响到一些对波形要求较高的应用。
综上所述,推挽式开关电源具有高效率、稳定性好和多功能性等优点,但其设计复杂、可能会产生电磁噪声以及输出波形失真等缺点需要考虑。
在实际应用中,需要根据具体需求综合考虑这些因素,并进行合适的设计和优化。
推挽电路中变压器偏磁机理及抑制方法的研究
管的伏秒积比另一个开关管的稍大,将使磁芯的工
作磁化曲线偏离原点,同时流经该开关管的电流增
大,温度随之升高,恢复时间也跟着增加,从而进一
步造成相应导通时间使磁芯的伏秒积增大,流过的 电流跟着增大,对应管子的恢复时间进一步增大。
图 3 变压器电流波形
如此循环直到磁芯饱和损坏开关管。
如果开关管是 MOSFET,偏磁问题就不会像双
积,也就有较大的峰值电流。较大的电流通过绕线电
阻产生较大的电压降从而减少了这一侧的伏秒积恢
复电流平衡。因此可在变压器初级绕组的两侧加电
阻,电阻可位于功率管的集电极或发射极,通常增加
的电阻小于 0.25Ω;④在 PCB 的布线过程中尽可能
保证驱动的对称性。
图 5 在磁芯中开气隙改变了磁滞回线的斜率
若采用电流型控制芯片 UC3846,电流不平衡可 得到限制。电流控制型开关变换器是在传统的电压 控制型的基础上,增加了内环电流反馈环,使其成为 双环控制系统。与电压模式控制相比时钟信号只是 使电源工作在固定的频率,PWM 比较器的另一个输 入是用从反馈电流取得的信号代替了晶振,当反馈 电流的模拟信号超过了误差放大器的输出值 Ue 时, 脉宽关断。电流模式控制的优点是由于内环采用了 直接的电流峰值控制技术,它可以及时、准确地检测 输出或变压器以及开关管中的瞬态电流,自然形成 了逐个电流脉冲检测电路。只要电流脉冲达到预定 的幅度,电流控制回路就动作,使得脉冲宽度发生改 变,保证输出电压的稳定,因此系统响应快。缺点是 控制调节电路是基于从功率电流取得的信号,因此 功率部分的振荡容易将噪声引入控制电路。
ZHANG Wei1,ZHANG Dong-lai1,LUO Yong2, LU Zhu-qiang2
(1.Shenzhen Graduate School of Harbin Institute of Technology,Shenzhen 518055,China; 2.ZTE Corporation,Shenzhen 518055,China)
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讨论几种推挽输出变压器的优缺点
讨论三种结构输出变压器的优缺点,第一种就是国外广为流行的不分段绕法,第二种就是国内流行的初级分两段的绕法,第三种就是麦景图式电路的输出变压器。
下面付上几种结构的变压器示意图。
第一种:
第二种,国内用得比较多的绕法,我把它划分成两个类型,初级偶数分层和初级奇数分层,这两种结构的变压器有较大的差异,分开比较好一点。
而麦景图式的输出变压器可以为上图的任何结构,只不过初级改双线并绕,我没有拆过麦景图的输出变压器,据网上资料介绍,为6初夹次5结构,没有分段,麦景图电路的指标主要是靠电路保证的,以前的帖子颇多,我就不重复了,这里只讨论不同结构的输出牛对性能的影响(我习惯笔记式发帖,如果有不连贯请大家原谅)
我曾经做过数次实验,一般推挽电路当改变末级管的工作状态,分别工作在甲类或乙类,就会发现,频响曲线和谐振频率在改变,而唯独只有麦景图电路不变,如果只是管子的原因是不会有这么大的变化,谐振频率下降30%。
造成这么大的变化一定是与谐振有关的漏感或分布电容发生了变化,知道了线包结构与漏感的关系就可以分析出原因。
这个是本人总结出的线包结构与漏感之间的关系,MM2就是建立在这个关系的基础上。
知道了这个关系,就可以解释谐振频率变化的原因。
这个是麦景图MC275输出牛的详细绕制方法,希望对MM版有用
推挽牛最主要的是两臂的漏感和电感的平衡,至于两臂的直流电阻不完全平衡没有多大的关系,因为电子管不可能永远都配对的,所以老外大多数都采用第一种绕法,
当推挽从甲类改成乙类后,推挽的两臂轮流工作,另一个臂闲置,第一种绕法就变
成下图:
第二种绕法变成了这样,初级为奇数绕法如果最外和最底层为中间的匝数的1/2,可以减少漏感,初级为偶数的绕法可以为等于或为1/2。
但相对于第一种绕法漏感还是要大。
而麦景图电路,不管是在甲类还是在乙类,两臂都同时工作,这个是由其电路特性决定的。
我一直对麦景图电路着迷,麦景图电路因为变压器的原因造成的相移很少,其原因来自两个方面,1:该电路对变压器的要求本来就不高(原因以前的帖子有过讨论)。
2:输出变压器本身的原因,我没有测试过原装麦景图输出变压器,但我制作的麦景
图输出变压器一般可以把漏感做到0.55mH。
分布电容为1200pf,猛一看好像分布电容高了,但麦景图的电路由于其结构的特殊性,p-p之间的电压差是普通电路的一般,即分布电容对高频的衰减只有一般电路的1/4,一般的推挽变压器要做到300pf的分布电容还是很困难的。