推挽式开关电源
反激式正激式推挽式半桥式全桥式开关电源优缺点
![反激式正激式推挽式半桥式全桥式开关电源优缺点](https://img.taocdn.com/s3/m/722dec85ba4cf7ec4afe04a1b0717fd5360cb231.png)
反激式正激式推挽式半桥式全桥式开关电源优缺点反激式开关电源是一种常见的开关电源拓扑结构,其工作原理是利用电感储能和电容滤波器来实现电压变换。
以下是反激式、正激式、推挽式、半桥式和全桥式开关电源的优缺点分析。
1.反激式开关电源:优点:-体积小,结构简单,成本较低。
-输出电流大,适用于一些高功率应用。
-效率较高,在负载率低时仍能提供稳定的输出电压。
缺点:-输出电压稳定性较差,容易受到输入电压波动的影响。
-输入电流波形不纯净,含有较高的谐波成分。
-输出电流变化较大时容易产生振荡和噪音。
2.正激式开关电源:优点:-输出电压稳定性较好,能够提供较为纯净的输出电流。
-输出电流较大,适用于一些高负载应用。
-效率较高,在大部分负载条件下都能保持较高的效率。
缺点:-体积较大,结构相对复杂。
-成本较高。
-在负载率低时效率较低。
3.推挽式开关电源:优点:-输出频率较高,适用于一些高频应用。
-输出电压稳定性较好。
-体积相对较小,结构简单。
缺点:-输出电流相对较小。
-效率较低,在大负载条件下会有较大的功率损耗。
-容易受到电容和电感等元器件的损耗影响,导致输出电压不稳定。
4.半桥式开关电源:优点:-输出电压稳定性较好。
-输出电流较大。
-效率较高。
-结构简单,成本相对较低。
缺点:-输入电流波形较复杂,含有较高的谐波成分。
-输出电流较小负载时容易出现振荡。
-适用负载范围较窄。
5.全桥式开关电源:优点:-输出电压稳定性较好。
-输出电流较大。
-效率较高。
-结构简单,成本相对较低。
缺点:-输入电流波形较复杂,含有较高的谐波成分。
-输出电流较小负载时容易出现振荡。
-适用负载范围较窄。
总结:根据以上分析,不同的开关电源拓扑在不同应用场景中具有不同的优缺点。
在选择开关电源时,应根据具体应用需求,综合考虑输出电压稳定性、输出电流、效率、结构复杂性、成本等因素,选择最适合的拓扑结构。
推挽开关电源原理讲解
![推挽开关电源原理讲解](https://img.taocdn.com/s3/m/5a31a716bc64783e0912a21614791711cc797983.png)
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。
开关电源:单管自激,反激,推挽,半桥,全桥
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图 2.4 单端正激式开关电源
单端反激式开关电源 反激式变压器开关电源,是指当变压器的初级线圈正好被直流电压激励 时,变压器的次级线圈没有向负载提供功率输出,而仅在变压器初级线圈的 激励电压被关断后才向负载提供功率输出,这种变压器开关电源称为反激式 开关电源。反激式开关电源是在反极性(Buck—Boost)变换器的基础上演 变而来的,它具有以下优点: 比正激式开关电源少用一个大储能滤波电感及一个续流二极管,因此,体积 比正激式开关电源的要小,且成本也要低。
C18 Q5 C1815 22u50V
+
D17 R21 1N4148 12k
R27 1.5k
HW.79 94V-0
S-100N-R5
2000-11-21
+
C17 1u50V
MW
S-100-24 IN 110VAC 1.9A IN 220VAC 0.8A OUT 24VDC 4.5A
TL494 管脚功能及参数
+
R3 100R 2W 102 1kV FMX 1
C2
+V +V
1k 2W
C1 +
SCK054
TF-096
C3
D3S B-60 -0.5
N C10 4.7u50V T2 D7 R6 T028 15R
3A250V R13 580k 1/2W RT C6 220u 200V 470u 35V x5
开关电源:单管自激,反激,推挽,半桥,全桥
单端正激式开关电源 正激式变压器开关电源,是指当变压器的初级线圈正被直流电压激励 时,变压器的次级线圈正好有功率输出。它是在 BUCK 电路的开关管 Q 与续 流二极管 D 之间加入单端变压隔离器而得到的。它具有以下优点: 1) 正激变换器利用高频变压器的一次侧、二次侧绕组隔离的特点,可以方 便的实现交流电网和直流输出之间的隔离。 2) 正激变换器电路简单,成本很低,能方便的实现多路输出。 3) 正激变换器只有一个开关管,只需一组驱动脉冲;其对控制电路的要求 比双端变换器低。
4二极管推挽式开关电源工作原理详解
![4二极管推挽式开关电源工作原理详解](https://img.taocdn.com/s3/m/677acdb09f3143323968011ca300a6c30c22f103.png)
一、概述二极管推挽式开关电源是一种常见的电源供应电路,具有高效率、稳定性好等特点。
本文将对二极管推挽式开关电源的工作原理进行详细解析,希望能对读者有所帮助。
二、二极管推挽式开关电源的概念二极管推挽式开关电源是指采用二极管和开关管构成的推挽结构来实现电源的开关控制。
其工作原理是利用开关管周期性地导通和截止来实现电源输出的控制,从而达到稳定、可靠的电源输出。
三、二极管推挽式开关电源的结构二极管推挽式开关电源通常由输入滤波电路、整流电路、开关管驱动电路、开关管组成,其中开关管驱动电路起到了至关重要的作用。
1. 输入滤波电路:用于对输入电压进行滤波和稳压处理,以保证输入电源的稳定性和可靠性。
2. 整流电路:将交流输入电压经过整流处理转换为直流电压,并对其进行滤波,以得到稳定的直流电压。
3. 开关管驱动电路:用于对开关管的控制,通过精确的脉冲信号来控制开关管的导通和截止。
4. 开关管:负责将输入电压转换为需要的输出电压,并通过控制其导通和截止来实现电源的稳定输出。
四、二极管推挽式开关电源的工作原理二极管推挽式开关电源的工作原理主要包括两个方面,一是整流电路的工作原理,二是开关管的工作原理。
1. 整流电路的工作原理整流电路通过将交流输入电压转换为直流电压,同时进行滤波处理,以得到稳定的直流电压。
其主要工作原理是利用二极管的导通和截止来实现正负半周电压的整流和滤波。
2. 开关管的工作原理开关管是二极管推挽式开关电源中至关重要的部件,其主要工作原理是周期性地通过控制其导通和截止来实现稳定的电源输出。
当开关管导通时,输入电压通过变压器传递到输出端,当开关管截止时,输出端电压得到稳定。
五、二极管推挽式开关电源的优缺点二极管推挽式开关电源作为一种常见的电源供应电路,其优缺点也是显而易见的。
1. 优点:(1)高效率:相比传统的线性稳压电源,二极管推挽式开关电源具有更高的转换效率,能够节省能源。
(2)稳定性好:开关控制能够精确地控制输出电压,使得电源的稳定性更高。
推挽式开关电源变压器参数的计算
![推挽式开关电源变压器参数的计算](https://img.taocdn.com/s3/m/51d14f23a5e9856a561260f7.png)
0.4.推挽式开关电源变压器参数的计算推挽式开关电源使用的开关变压器有两个初级线圈,它们都属于励磁线圈,但流过两个线圈的电流所产生的磁力线方向正好相反,因此,推挽式开关电源变压器属于双激式开关电源变压器;另外,推挽式开关电源变压器的次级线圈会同时被两个初级线圈所产生的磁场感应,因此,变压器的次级线圈同时存在正、反激电压输出;推挽式开关电源有多种工作模式,如:交流输出、整流输出、直流稳压输出,等工作模式,各种工作模式对变压器的参数要求会有不同的要求。
1-8-1-4-1.推挽式开关电源变压器初级线圈匝数的计算由于推挽式变压器的铁心分别被流过变压器初级线圈N1绕组和N2两个绕组的电流轮流进行交替励磁,变压器铁心的磁感应强度B,可从负的最大值-Bm,变化到正的最大值+Bm,因此,推挽式变压器铁心磁感应强度的变化范围比单激式变压器铁心磁感应强度的变化范围大好几倍,并且不容易出现磁通饱和现象。
推挽式变压器的铁心一般都可以不用留气隙,因此,变压器铁心的导磁率比单激式变压器铁心的导磁率高出很多,这样,推挽式变压器各线圈绕组的匝数就可以大大的减少,使变压器的铁心体积以及变压器的总体积都可以相对减小。
推挽式开关电源变压器的计算方法与前面正激式或反激式开关电源变压器的计算方法大体相同,只是对变压器铁心磁感应强度的变化范围选择有区别。
对于具有双向磁极化的变压器铁心,其磁感应强度B的取值范围,可从负的最大值-Bm变化到正的最大值+Bm。
关于开关电源变压器的计算方法,请参考前面“1-6-3.正激式变压器开关电源电路参数计算”中的“2.1 变压器初级线圈匝数的计算”章节中的内容。
根据(1-95)式:(1-150)式和(1-151)式就是计算双激式开关电源变压器初级线圈N1绕组匝数的公式。
式中,N1为变压器初级线圈N1或N2绕组的最少匝数,S为变压器铁心的导磁面积(单位:平方厘米),Bm为变压器铁心的最大磁感应强度(单位:高斯);Ui为加到变压器初级线圈N1绕组两端的电压,单位为伏;τ = T on,为控制开关的接通时间,简称脉冲宽度,或电源开关管导通时间的宽度(单位:秒);F为工作频率,单位为赫芝,一般双激式开关电源变压器工作于正、反激输出的情况下,其伏秒容量必须相等,因此,可以直接用工作频率来计算变压器初级线圈N1绕组的匝数;F 和τ取值要预留20%左右的余量。
推挽开关电源工作原理
![推挽开关电源工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/3c1b9313ec630b1c59eef8c75fbfc77da369977e.png)
推挽开关电源工作原理推挽开关电源是一种常用的电源供电方式,它的工作原理可以简单概括为将输入电压通过推挽电路转换为输出电压的过程。
推挽开关电源具有高效率、稳定性好、输出电压范围广等优点,被广泛应用于各种电子设备中。
推挽开关电源的工作原理如下:首先,输入电压通过输入端进入推挽电路。
推挽电路由两个开关管组成,一个是NPN型晶体管,另一个是PNP型晶体管。
这两个晶体管分别被驱动,使其交替导通和截止。
当NPN晶体管导通时,输出端与输入端相连,此时输出端的电压与输入电压相等;当PNP晶体管导通时,输出端与地相连,此时输出端的电压为零。
通过这种交替导通和截止的方式,可以实现输出电压的转换。
推挽开关电源的工作过程可以分为两个阶段:导通阶段和截止阶段。
在导通阶段,NPN晶体管导通,输入电压通过NPN晶体管传递到输出端,输出端的电压与输入电压相等。
在截止阶段,PNP晶体管导通,输出端与地相连,输出端的电压为零。
通过不断交替进行导通和截止,可以实现输出电压的稳定转换。
推挽开关电源的输出电压可以通过调节驱动两个晶体管的信号波形的占空比来实现。
占空比是指晶体管导通时间与总周期之比。
通过改变占空比,可以改变导通阶段和截止阶段的时间比例,从而改变输出电压的大小。
当占空比增大时,导通时间增加,输出电压也增大;当占空比减小时,导通时间减少,输出电压也减小。
推挽开关电源还可以通过添加滤波电路来提高输出电压的稳定性。
滤波电路可以滤除电源中的噪声和纹波,使输出电压更加稳定。
常用的滤波电路包括电容滤波和电感滤波。
电容滤波通过将电容与输出端相连,利用电容的充放电特性来平滑输出电压;电感滤波通过将电感与输出端相连,利用电感的储能和释能特性来平滑输出电压。
通过合理选择和设计滤波电路,可以使输出电压的纹波系数降低到很小的水平,提高输出电压的稳定性。
推挽开关电源是一种高效、稳定的电源供电方式,其工作原理是通过推挽电路将输入电压转换为输出电压。
通过调节晶体管的导通和截止时间,可以实现输出电压的转换。
4个二极管推挽式开关电源
![4个二极管推挽式开关电源](https://img.taocdn.com/s3/m/9810133e178884868762caaedd3383c4bb4cb400.png)
4个二极管推挽式开关电源
四个二极管推挽式开关电源是一种常用的直流电源,它通过将交流电转换为直流电来提供稳定的电压输出。
这种电源通常用于电子设备、计算机和通信系统等需要直流电源的场合。
四个二极管推挽式开关电源的工作原理如下:
首先,交流电通过输入滤波器进行滤波,以去除干扰信号。
然后,交流电被送入整流器,整流器将交流电转换为直流电。
整流后的直流电经过滤波器进一步滤波,以去除纹波和杂散信号。
接着,直流电被送入推挽式开关电路。
推挽式开关电路由两个开关管组成,它们交替地导通和截止,以在输出端产生方波电压。
在开关管导通时,电流通过开关管流向输出端,输出端的电压升高;在开关管截止时,电流停止流动,输出端的电压下降。
为了使输出电压稳定,推挽式开关电源通常采用反馈控制电路。
反馈控制电路通过监测输出电压,并根据输出电压的变化来调整开关管的导通和截止时间,从而使输出电压保持稳定。
四个二极管推挽式开关电源具有效率高、输出电压稳定、纹波小等优点,但也存在一些缺点,如开关噪声大、电磁干扰严重等。
因此,在设计和使用四个二极管推挽式开关电源时,需要考虑这些因素,并采取相应的措施来减少其负面影响。
3.推挽式开关电源的实际电路
![3.推挽式开关电源的实际电路](https://img.taocdn.com/s3/m/58cbcad233d4b14e85246846.png)
3.1.3自激型推挽式开关电源中功率开关管的选择(P.185)
1.最大集-射极电压Uce的确定 2.最大集极电流Icm的确定 3.最小电流放大倍数和输入驱动电流的计算
4.功率开关管的损耗和结点温度计算 5.开关速度的确定
6.功率开关管二次击穿额定值的确定
3.1自激型推挽式开关电源电路 3.1.4自激型推挽式双变压器开关电源电路(P.189)
3.2他激型推挽式开关电源电路
3.2.4他激型推挽式开关电源电路中的PWM/PFM电路
(6). UC3525A/UC3527A应用电路 p.207 UC3525A/UC3527A应用电路1 磁耦合推挽隔离式开关稳压电源(GTR)(P.208)
UC3525A/UC3527A应用电路1 磁耦合推挽隔离式开关稳压电源(GTR)(P.208)
3.2他激型推挽式开关电源电路
3.2.3他激型推挽式开关电源电路中的双管共态导通问题
1.采用RC电路延迟导通来避免双管共态导通现象 (2).延迟功率开关管导通(P.197-198)
2.采用延迟导通脉冲来避免双管共态导通现象(P.198-199) 3.减小功率开关管存储时间的有效方法(P.200-202)
3、转换效率:
PO U i 1 U o PI Ui U o 1
分析表明:
①.转换效率与输出电压的关系如图3-4
②.不宜采用桥式整流技术 ③.合理设计功率开关变压器 ④.选择开关特性好、上升时间和下降时间都较小的开关管
3.1自激型推挽式开关电源电路
3.1.1自激型推挽式开关电源的构成与原理
(U i U ces ) 108 Ui NP 108 4 fBS SC 4 fBS SC
2.基极绕组匝数的计算
推挽式开关电源的优点和缺点
![推挽式开关电源的优点和缺点](https://img.taocdn.com/s3/m/5d49e805b52acfc789ebc991.png)
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。
氮化镓推挽式开关电源
![氮化镓推挽式开关电源](https://img.taocdn.com/s3/m/2ce1e6cbe43a580216fc700abb68a98270feac16.png)
氮化镓推挽式开关电源全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:氮化镓推挽式开关电源是一种高效、稳定的电源系统,适用于各种电子设备和工业应用。
它采用氮化镓器件作为功率开关器件,具有高频、高效、高可靠性等特点。
本文将介绍氮化镓推挽式开关电源的工作原理、优势及应用领域。
让我们了解一下氮化镓推挽式开关电源的工作原理。
在氮化镓推挽式开关电源中,功率开关器件通常是氮化镓MOSFET。
当输入电压通过变压器降压后,经过整流、滤波等电路后,会进入氮化镓MOSFET的控制电路。
控制电路会根据输出负载的需要,控制MOSFET的导通和截止,从而调节输出电压和电流。
通过不断的开关操作,使得输出端获得稳定的电压和电流输出。
推挽结构的设计使得开关过程更加有效率和稳定。
氮化镓推挽式开关电源具有以下优势。
由于采用了氮化镓器件,功率开关损耗较低,从而提高了系统的效率。
高频开关设计使得输出端的波形更加平滑,减少了输出端的纹波。
推挽结构的设计使得系统的稳定性和可靠性更高,适用于长时间运行的工业应用。
氮化镓推挽式开关电源具有较高的功率密度和电磁兼容性,适用于各种小型电子设备和医疗器械等领域。
氮化镓推挽式开关电源在各个领域都有广泛的应用。
在工业控制领域,它可以作为各种传感器、执行器的电源供应,保证工业设备的正常运行。
在通信设备领域,氮化镓推挽式开关电源可为各种基站、路由器等设备提供稳定、高效的电源支持。
它还广泛应用于家用电器、医疗设备、汽车电子等领域,为设备提供高效、可靠的电源支持。
第二篇示例:氮化镓推挽式开关电源是一种高效、稳定且可靠的电源供应方案。
它采用氮化镓器件作为功率开关元件,具有高频开关速度、低损耗和高温性能等优点,适用于各种应用场景,尤其是对功率密度和效率要求较高的领域。
本文将从氮化镓推挽式开关电源的工作原理、优势特点、应用领域和未来发展趋势等方面进行详细介绍。
一、工作原理氮化镓推挽式开关电源是一种基于开关电路的电源供应方案,其基本工作原理是通过外部控制电路使氮化镓器件交替导通和关断,实现电源输入直流电压向输出端转换的过程。
推挽式开关电源设计
![推挽式开关电源设计](https://img.taocdn.com/s3/m/eac3239077a20029bd64783e0912a21614797fd5.png)
推挽式开关电源设计推挽式开关电源是一种常见的DC-DC转换电路,其特点是高效、高稳定性和小体积。
本篇文章将详细介绍推挽式开关电源的设计过程和要点。
一、推挽式开关电源的基本原理推挽式开关电源是一种通过不断开关开关管来实现电能转化的电源。
它采用一个开关管和一个二极管构成半桥结构,通过不断地开关来控制输出电压和电流。
其中,开关管的工作周期由控制信号调节。
当控制信号为低电平时,开关管闭合,电流通过二极管流向负载;当控制信号为高电平时,开关管打开,电流流向负载。
推挽式开关电源的工作原理如下:1.当控制信号为低电平时,开关管闭合,电流通过二极管从输入端供电到负载。
2.当控制信号为高电平时,开关管打开,电流从输入端供电到输出端。
3.通过不断地改变开关管的状态,可以实现电能的转换和输出。
二、推挽式开关电源的设计要点1.输入电压范围选择:根据实际需求和使用场景,选择合适的输入电压范围。
2.输出电压和电流选择:根据负载需求,选择合适的输出电压和电流。
3.开关管和二极管选择:根据输入和输出电压范围选择合适的开关管和二极管。
4.控制电路设计:设计合适的控制电路,以实现对开关管的控制。
5.过压和过流保护:添加过压和过流保护电路,以保护开关管和负载。
6.PCB布局和散热设计:合理设计PCB布局,提高散热效果。
三、推挽式开关电源的步骤和流程1.确定输入输出需求:确定输入电压和输出电压、电流的需求。
2.选择开关管和二极管:根据输入输出需求选择合适的开关管和二极管。
3.设计控制电路:设计合适的控制电路,实现对开关管的控制。
4.添加保护电路:添加过压和过流保护电路。
5.PCB布局和散热设计:设计合理的PCB布局,提高散热效果。
6.原理图设计和PCB设计:根据前面的设计要求,完成原理图设计和PCB设计。
7.检查和调试:完成PCB制作后,对电源进行检查和调试。
8.试验和验证:进行电源的试验和验证。
在设计推挽式开关电源时,需要考虑输入输出需求、选择合适的开关管和二极管、设计控制电路、添加保护电路、进行PCB布局和散热设计等多个方面。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/b4c02639192e45361166f506.png)
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。
推挽式开关电源的优点和缺点
![推挽式开关电源的优点和缺点](https://img.taocdn.com/s3/m/06a76312bc64783e0912a21614791711cc797911.png)
推挽式开关电源的优点和缺点开关电源是一种常见的电源类型,它能够将输入稳压、过滤后,输出稳定的电压和电流。
而推挽式开关电源作为一种常见的开关电源类型,具有以下的优点和缺点:优点1. 效率高推挽式开关电源具有高效率的特点,能够将输入的电能转换为输出电能的效率达到90%以上,较其他类型的电源效率更高。
2. 体积小因为推挽式开关电源采用高频开关电路,可以使用较小的开关器件和变压器构成电路,从而实现体积的缩小,适合于小型化的设备使用。
3. 输出电压稳定推挽式开关电源采用负反馈控制技术,能够实现输出电压的稳定,从而确保被供电设备的正常工作。
4. 控制方式灵活推挽式开关电源的工作频率、输出电压、输出电流等参数均能够通过控制电路进行调节,从而灵活控制输出电源的属性。
缺点1. 电磁干扰推挽式开关电源采用高频开关电路,在电路工作的过程中可能会产生电磁干扰,干扰周围其他电子设备的工作。
2. 稳定性差推挽式开关电源在输出电压、输出电流的控制中存在精度问题,因此在一定的负载条件下,容易出现波动或者噪声的问题,对被供电设备的工作造成影响。
3. 成本高推挽式开关电源的设计和制作需要较高的技术含量,因此成本较高。
同时,推挽式开关电源内部的元器件和材料也对成本构成挑战。
4. 维修难度大推挽式开关电源内部的元器件存在一定的损坏和老化风险,而有些元器件需要更换的难度较大,这增加了设备维护的难度。
总结推挽式开关电源具有高效率、体积小、输出稳定和控制方式灵活等多方面的优点,但其存在电磁干扰、稳定性差、高成本和维修难度大等问题。
在设计和使用推挽式开关电源时,需要充分考虑所需的功能和成本因素,采取相应的措施,以确保其正常工作和使用寿命。
推挽式开关电源变压器参数的计算【最新版】
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推挽式开关电源变压器参数的计算推挽式开关电源使用的开关变压器有两个初级线圈,它们都属于励磁线圈,但流过两个线圈的电流所产生的磁力线方向正好相反,因此,推挽式开关电源变压器属于双激式开关电源变压器;另外,推挽式开关电源变压器的次级线圈会同时被两个初级线圈所产生的磁场感应,因此,变压器的次级线圈同时存在正、反激电压输出;推挽式开关电源有多种工作模式,如:交流输出、整流输出、直流稳压输出,等工作模式,各种工作模式对变压器的参数要求会有不同的要求。
1-8-1-4-1.推挽式开关电源变压器初级线圈匝数的计算由于推挽式变压器的铁心分别被流过变压器初级线圈N1绕组和N2两个绕组的电流轮流进行交替励磁,变压器铁心的磁感应强度B,可从负的最大值-Bm,变化到正的最大值+Bm,因此,推挽式变压器铁心磁感应强度的变化范围比单激式变压器铁心磁感应强度的变化范围大好几倍,并且不容易出现磁通饱和现象。
推挽式变压器的铁心一般都可以不用留气隙,因此,变压器铁心的导磁率比单激式变压器铁心的导磁率高出很多,这样,推挽式变压器各线圈绕组的匝数就可以大大的减少,使变压器的铁心体积以及变压器的总体积都可以相对减小。
推挽式开关电源变压器的计算方法与前面正激式或反激式开关电源变压器的计算方法大体相同,只是对变压器铁心磁感应强度的变化范围选择有区别。
对于具有双向磁极化的变压器铁心,其磁感应强度B的取值范围,可从负的最大值-Bm 变化到正的最大值+Bm。
关于开关电源变压器的计算方法,请参考前面“1-6-3.正激式变压器开关电源电路参数计算”中的“2.1 变压器初级线圈匝数的计算”章节中的内容。
根据(1-95)式:(1-150)式和(1-151)式就是计算双激式开关电源变压器初级线圈N1绕组匝数的公式。
式中,N1为变压器初级线圈N1或N2绕组的最少匝数,S为变压器铁心的导磁面积(单位:平方厘米),Bm为变压器铁心的最大磁感应强度(单位:高斯);Ui 为加到变压器初级线圈N1绕组两端的电压,单位为伏;τ= Ton,为控制开关的接通时间,简称脉冲宽度,或电源开关管导通时间的宽度(单位:秒);F为工作频率,单位为赫芝,一般双激式开关电源变压器工作于正、反激输出的情况下,其伏秒容量必须相等,因此,可以直接用工作频率来计算变压器初级线圈N1绕组的匝数;F和τ取值要预留20%左右的余量。
推挽式开关电源的工作原理
![推挽式开关电源的工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/6ef78be37e192279168884868762caaedc33ba76.png)
推挽式开关电源的工作原理推挽式开关电源是一种常用于电子设备中的电源,其工作原理是将输入的交流电转换为稳定的直流电,并输出给电子设备供电。
下面将详细介绍推挽式开关电源的工作原理。
一、什么是推挽式开关电源推挽式开关电源是一种电源变换器,通过将输入的电源转换为直流电,稳定输出给电子设备供电。
推挽是指在推挽开关电源的输出端口,通过交替打开和关闭两个开关,来产生一个稳定的直流电。
二、推挽式开关电源的工作原理推挽式开关电源采用开关电路来将输入的交流电转换为直流电,并通过稳压器稳定输出给电子设备。
1. 输入端推挽式开关电源的输入端接收交流电源,例如电源插头接到墙上的电源插座。
在输入端,推挽式开关电源需要进行滤波和整流,以去除电源中的杂质和将交流电转换为直流电。
2. 稳压器稳压器是推挽式开关电源中的重要组成部分。
它的作用是稳定输出的直流电压,以确保电子设备得到稳定的能量供应。
稳压器将接收到的直流电转换为稳定的输出电压,并控制输出电流和电压的稳定性。
3. 输出端输出端是推挽式开关电源的最终输出端口,也是直流电输出的主要接口。
在输出端,推挽式开关电源采用交替打开和关闭两个开关的方式产生稳定的直流电。
4. 输变电器输变电器是电源变换器中的另一个重要组成部分。
它用于调整输入电压到合适的电压范围,以确保电源变换器能够正常工作。
三、推挽式开关电源的优点推挽式开关电源具有以下优点:•高效:推挽式开关电源可以高效地将交流电转换为直流电,从而在能源消耗上节省电能。
•稳定:稳压器与交替开关的运用,可以有效地保持直流电输出的稳定性。
•体积小:推挽式开关电源可以通过精心设计来实现紧凑的尺寸,使其可以适用于各种电子设备的使用。
四、小结推挽式开关电源是一种可以将交流电转换为直流电的电源变换器,可以与各种电子设备兼容。
推挽式开关电源的优势包括高效、稳定、体积小等等。
正是由于这些优势,使得推挽式开关电源成为电子设备中不可或缺的一部分。
氮化镓推挽式开关电源-概述说明以及解释
![氮化镓推挽式开关电源-概述说明以及解释](https://img.taocdn.com/s3/m/e1ee9b78b80d6c85ec3a87c24028915f814d8418.png)
氮化镓推挽式开关电源-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述氮化镓推挽式开关电源是一种先进的电源技术,通过将氮化镓材料和推挽式开关电源结合起来,实现了电源系统的高效率和高性能。
本文将从氮化镓的特性和应用、推挽式开关电源的原理和优势,以及氮化镓推挽式开关电源的设计与性能优化等方面进行深入探讨。
氮化镓作为一种宽禁带半导体材料,具有较高的电子迁移率和热导率,能够实现功率器件的高频率工作和高功率密度。
推挽式开关电源则是一种高效率的电源拓扑结构,通过交替开关的方式控制电源输出,可以实现低功耗和高效率的电源转换。
将氮化镓与推挽式开关电源相结合,不仅可以充分发挥氮化镓的特性,还可以最大程度地提高电源系统的性能。
本文旨在深入探讨氮化镓推挽式开关电源的设计原理、优势和性能优化方法,以期为电源领域的研究和应用提供新的思路和方法。
1.2 文章结构本文将分为三个部分来讨论氮化镓推挽式开关电源。
首先,在引言部分将介绍整个文章的背景和意义,以及将要讨论的主题。
然后,在正文部分将详细介绍氮化镓的特性和应用,推挽式开关电源的原理和优势,以及氮化镓推挽式开关电源的设计与性能优化。
最后,在结论部分将总结氮化镓推挽式开关电源的优势和展望未来在电源领域的发展趋势。
编写文章1.2 文章结构部分的内容1.3 目的本文的目的是介绍氮化镓推挽式开关电源的原理、特性和应用,探讨氮化镓推挽式开关电源在电源领域中的优势和潜在性能提升空间,希望可以为相关领域研究人员提供一些启发和思路,推动氮化镓在电源领域的进一步应用和发展。
通过本文的阐述,读者可以更全面地了解氮化镓推挽式开关电源的设计与性能优化过程,以及未来氮化镓在电源领域的发展前景,从而促进电源领域的技术创新和发展。
2.正文2.1 氮化镓的特性和应用氮化镓(GaN)是一种新型半导体材料,具有许多优异的特性,使其在电子领域中得到广泛应用。
首先,氮化镓具有较高的载流子迁移率和饱和漂移速度,这使得氮化镓器件具有更高的工作频率和更低的开关损耗。
推挽式变压器开关电源原理
![推挽式变压器开关电源原理](https://img.taocdn.com/s3/m/f6f3545ec381e53a580216fc700abb68a982adb7.png)
推挽式变压器开关电源原理推挽式变压器开关电源是一种常用的开关电源拓扑结构,主要用于改变电源的输入电压并提供稳定的输出电压。
它由两个互补的开关管驱动的变压器组成,通过开关管的开关状态改变变压器的输入端和输出端之间的连接方式,从而实现电压的转换。
1.开关管导通阶段:在这个阶段,开关管1导通,将额定输入电压施加在变压器的输入端上。
开关管2截止,使得变压器的副边与负载电阻相连接。
由于变压器的存在,输入电压经过变压器的变换,向负载电阻提供所需的稳定输出电压。
2.开关管截止阶段:在这个阶段,开关管1截止,使得变压器的输入端与负载电阻相连接。
开关管2导通,将输出电压反向施加在变压器的副边上。
由于变压器的反向变换作用,输出电压保持稳定。
1.高转换效率:由于开关管是以开关状态工作的,其导通和截止时间非常短,很少存在导通和截止过程中可能损耗能量的情况,因此转换效率较高。
2.输出电压稳定:推挽式变压器开关电源通过变压器的变换作用使得输出电压保持稳定。
3.输出电流大:由于开关管1和开关管2可以互相配合工作,使得其输出电流能够相互叠加,从而提供较大的输出电流能力。
1.晶体管功耗大:由于开关管1和开关管2需要频繁切换导通与截止状态,导致晶体管需要处理较大的功率,从而产生较大的功耗。
2.隔离性差:推挽式变压器开关电源输出端与输入端直接相连,没有电气隔离,可能存在电气安全隐患。
总结起来,推挽式变压器开关电源通过互补的开关管驱动变压器实现电压的转换,具有转换效率高、输出电压稳定、输出电流大等优点,但也存在晶体管功耗大和隔离性差的缺点。
推挽式开关电源的优点和缺点
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推挽式开关电源的优点和缺点什么是推挽式开关电源?推挽式开关电源(Push-pull Switching Power Supply)是一种常用于电子设备中的电源转换器,可将通过交流电源供应的电能转换为直流电能供给设备使用。
和其他类别的开关电源相比,推挽式开关电源有其独特的优劣点。
推挽式开关电源的优点高效率推挽式开关电源采用了高频开关技术,能够将输入电压快速转换为需要的电压。
这种转换方式使得推挽式开关电源比传统线性变压器更加高效,能够达到更高的电能转换效率。
推挽式开关电源经常被应用于需要高效率的场合,特别是在大型计算机、数据中心等需要大量功耗的设备中得到广泛应用。
更小的尺寸推挽式开关电源的高效率并不仅仅带来了能源的节省,同时在物理尺寸上相对更加小巧。
推挽式开关电源采用的元器件工作频率较高,所以可以采用更小的元件来实现同样的功率处理。
因此,推挽式开关电源相对于同等功率的线性电源,可以在物理规模上更加紧凑。
降压处理推挽式开关电源在电路设计上能够实现降压处理,这种特点是它在一些特别需要应用于针对特定输出电压的场合得到了广泛应用。
由于推挽式开关电源可以降压处理,可以在一些行业中大量应用,例如电影和电视制作领域,音乐演出和住宅影院等领域中的音频功放器。
推挽式开关电源的缺点噪声推挽式开关电源中存在输出信号噪声。
虽然噪声水平可以经过一些降噪装置进一步处理,但是在一些应用场合中,输出的噪声还是会控制应用场合的成功。
开发难度相对于线性电源,推挽式开关电源采用的处理流程更加复杂,需要的技术更多、更先进。
这种技术复杂性使得推挽式开关电源的开发难度在一定程度上增加,还需要花费大量的时间和金钱进行研发。
当然,当推挽式开关电源被精心设计并制造成功后,可以成为同等规模的线性电源之劣。
噪声和电磁干扰推挽式开关电源的高频工作频率有时会导致一些电磁干扰和噪声问题。
这种干扰和噪声不仅可以影响设备内部的其他元器件,还可能传到设备外部,使得这两者内部和周围的装置也受到干扰。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/49852129571252d380eb6294dd88d0d233d43ce1.png)
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。
推挽式开关电源设计(节选)
![推挽式开关电源设计(节选)](https://img.taocdn.com/s3/m/0ba4e4ffe009581b6bd9ebfc.png)
陶显芳开关电源原理与设计1-8.双激式变压器开关电源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。
推挽式开关电源使用的开关变压器有两个初级线圈,它们都属于励磁线圈,但流过两个线圈的电流所产生的磁力线方向正好相反,因此,推挽式开关电源变压器属于双激式开关电源变压器;另外,推挽式开关电源变压器的次级线圈会同时被两个初级线圈所产生的磁场感应,因此,变压器的次级线圈同时存在正、反激电压输出;推挽式开关电源有多种工作模式,如:交流输出、整流输出、直流稳压输出,等工作模式,各种工作模式对变压器的参数要求会有不同的要求。
1-8-1.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。
1-8-1-1.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。
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[南京理工大学]现代开关器件结课论文[推挽式开关电源分析]姓名: [闫耀程]学号: [0810190142]指导教师: [吕广强]目录作业要求 (2)电路原理图 (2)电路原理分析 (3)控制方法分析 (4)基本电路的仿真 (4)多路直流输出电路仿真 (7)工频输入直流输出实现 (11)总结与体会 (14)参考文献 (15)作业要求:1)画出电路图,分析原理和控制方法2)工频220V电源输入,能够输出3路直流电源(24V30W,12V20W,5V5W),考虑交流侧谐波和直流侧文波电路基本原理图:推挽电路的理想化波形推挽电路的工作原理: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。
推挽电路中两个开关S1和S2交替导通,在绕组N1和N’1两端分别形成相位相反的交流电压,改变占空比就可以改变输出电压。
S1导通时,二极管VD1处于通态,电感L 的电流逐渐上升。
S2导通时,二极管VD2处于通态,电感L 的电流也逐渐上升。
当两个开关都关断时,VD1和VD2都处于通态,各分担一半的电流。
S1和S2断态时承受的峰值电压均为2倍Ui 。
S1和S2同时导通,相当于变压器一次侧绕组短路,因此应避免两个开关同时导通。
每个开关的占空比不能超过50%,还要留有死区。
输出电压:滤波电感L 电流连续时:T t N N U U on i 2120=输出电感电流不连续时,输出电压Uo 将高于上式的计算值,并随负载减小而升高,在负载为零的极限情况下,i o U N N U 12=.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低输入电压的DC/AC 逆变器,或DC/DC 转换器电路中。
推挽式开关电源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,因此只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。
因此,推挽式开关电源是一个输出电压特性非常好的开关电源。
另外,推挽式开关电源的变压器属于双极性磁极化,磁感应变化范围是单极性磁极化的两倍多,并且变压器铁心不需要留气隙,因此,推挽式开关电源变压器铁心的导磁率比单极性磁极化的正激或反式开关电源变压器铁心的导磁率高很多倍;这样,推挽式开关电源变压器初、次级的线圈匝数可比单极性磁极化变压器初、次级的线圈匝数少一倍以上。
所以,推挽式开关电源变压器的漏感以及铜阻损耗都比单极性磁极化变压器小很多,开关电源的工作效率很高。
推挽式开关电源的两个开关器件有一个公共接地端,相对于半桥式或全桥式开关电源来说,驱动电路要简单很多,这也是推挽式开关电源的一个优点。
半桥式以及全桥式开关电源都有一个共同缺点,就是当两个控制开关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半导通区,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;当两个开关器件分别处于导通和截止的过渡期间,就会同时出现半导通状态,此时,相当于两个控制开关同时接通,会对电源电压产生短路,在两个控制开关的串联回路中将出现很大的电流,而这个电流并没有通过变压器负载。
因此,在两个控制开关K1和K2分别处于导通和截止的过渡期间,两个开关器件将会产生很大的功率损耗。
而推挽式开关电源不会存在这种损耗。
因为,当控制开关K1将要关断的时候,开关变压器的两个初级线圈N1绕组和N2绕组都会产生反电动势,而N2绕组产生的反电动势正好与输入电流的方向相反;此时,即使是K2开关器件处于半导通或全导通状态,在短时间内,在K2组成的电路中都不会出现很大的工作电流,并且在电路中,两个控制开关也不存在直接串通的回路;因此,推挽式开关电源不会像半桥式,以及全桥式开关电源那样出现两个控制开关同时串通的可能性,这也是推挽式开关电源的一个优点。
推挽式开关电源的主要缺点是两个开关器件需要很高的耐压,其耐压必须大于工作电压的两倍,因此,推挽式开关电源在220V交流供电设备中很少使用。
另外,直流输出电压可调整式推挽开关电源输出电压的调整范围比反激式开关电源输出电压的调整范围小很多,并且需要一个储能滤波电感;因此,推挽式开关电源不宜用于要求负载电压变化范围太大的场合,特别是负载很轻或经常开路的场合。
推挽式开关电源的变压器有两组初级线圈,对于小功率输出的推挽式开关电源是个缺点,对于大功率输出的推挽式开关电源是个优点。
因为大功率变压器的线圈绕组一般都用多股线来绕制,因此,推挽式开关电源的变压器的两组初级线圈与用双股线绕制没有根本区别,并且两个线圈与单个线圈相比可以降低一半电流密度。
电路的控制原理:由于电路的要求主要控制器件以MOSFET或IGBT为主,本次仿真采用的是IGBT,大多数IGBT的控制方法是以多个支路输出电压的加权和作为反馈变量调节原边开关管的占空比,从而实现各支路的稳压输出,或直接采用矩形波脉冲发生器来控制,由于本次的仿真重点不在于反馈控制,所以主要是用矩形波脉冲发生来控制IGBT,这里不多做解释,在下面的仿真电路中会有解释。
推挽电路仿真及解析:电路中的负载部分加了一个1欧的电阻,输入端为直流100V直流电源,输出的电压的值为0.0782V,电流的值为0.07819A,仿真出的波形:IGBT1的触发电压与电压电流波形:IGBT2的触发电压与电压电流波形:可以看出本次仿真的占空比设为45%,小于所规定的50%,可以保证输出电流的连续,并且留有死区时间,所以可以看出波形还是符合理论波形。
变压器的参数设置如下图:IGBT1的脉冲波发生器的参数设置如下:IGBT1的脉冲波发生器的参数设置如下:流过变压器二次侧的电流及输出电压和电流的波形如下:工频输入整流,多路直流电源输出根据要求工频220V的交流电源输入,而推挽式电路的输出要求的输入为直流电源,所以对于220V的工频电源,先进行交流变直流的整流的输出,设计电路如下:对于整流电路的各个元件的详细参数不具体写出,整流输出的波形如下:图中的第四行为输出电流波形,最后一行为输出电压波形。
输出的近似直流电流为:200A ,输出电压近似值为200V三路直流电源输出1,24V30W 的直流电源输出由公式T t N N U U on i 2120,计算可以得出,输入为200V ,输出为24V 时,可以得出变压器的变比为15:2,由此可以得出输出电压,再通过调试负载,电感,的值,可以得出电流的值为1.25A ,由此来实现30W 的输出:仿真电路如下:此时变压器的的参数设置为:输出端的电容值为0.0008F ,电感值为0.01H输出端的波形,变压器二次侧的二极管的波形通过积分电路求得,输出端电压平均值为24.21V ,电流平均值为1.281A ,可以求得功率为30.9W ,基本符合要求,此时负载电阻为19.2欧,可以测得当负载为300欧时,电压值在27.7V ,负载为0.1欧时,电压值为19.44V ,所以当负载在0.1~300欧时,输出电压的值能稳定在24V 左右,正负偏差不超过4V 。
2,12V20W 直流电压输出由公式T t N N U U on i 2120,计算可以得出,输入为200V ,输出为12V 时,可以得出变压器的变比为15:1,由此可以得出输出电压,再通过调试负载,电感,的值,可以得出电流的值为1.67A ,由此来实现20W 的输出:仿真电路图如下:此时变压器的参数:输出端的电容值为0.0008F,电感值为0.01H输出端的波形,变压器二次侧的二极管的波形:通过积分电路求得,输出端电压平均值为12.01V ,电流平均值为1.678A ,可以求得功率为20.1W ,基本符合要求,此时负载电阻为7.2欧,可以测得当负载为500欧时,电压值在14.2V ,负载为0.07欧时,电压值为9.35V ,所以当负载在0.07~500欧时,输出电压的值能稳定在12V 左右,正负偏差不超过2V 。
3,5V5W 直流电源的输出由公式T t N N U U on i 2120,计算可以得出,输入为200V ,输出为5V 时,可以得出变压器的变比为36:1,由此可以得出输出电压,再通过调试负载,电感,的值,可以得出电流的值为1A ,由此来实现5W 的输出:仿真电路如下:此时变压器的的参数设置为:输出端的波形,变压器二次侧的二极管的波形:通过积分电路求得,输出端电压平均值为4.8V,电流平均值为1.05A,可以求得功率为5.0W,基本符合要求,此时负载电阻为5欧,可以测得当负载为50欧时,电压值在5.9V,负载为0.5欧时,电压值为3.9V,所以当负载在0.5~50欧时,输出电压的值能稳定在5V左右,正负偏差不超过1V。
工频220V输入以上三路直流电源的输入端为200V的直流电压源,并不是前面提到的由工频220V交流源整流得到的直流输入,所以下面为加上整流电路所得到的输出:输出为24V,12V,5V时:电路图一致,如下:24V时,输出的波形为:12V时,输出的波形为:5V时,输出的波形为:对于结果的分析:经过加上整流电路的输入,可以看出,输出的电压平均值,和通过输出电流计算出的功率略小于200V直流电压源为输入时的输出电压值,分析的可能是1,实际的工频220V整流输出的值为193V左右,与200V有误差,这个误差也会导致输出电压的降低。
2,整流输出的电压并不是恒定的直流,在之前有一个上升的过程,这期间输出的电压值也不大,所以会使输出的电压平均值减小,3,整流输出的电压,电流只是近似直流,在一定的小泛围内还有波动,所以这中间会引起变压器的变化,也会影响输出。
总结与体会经过这次对与推挽式开关电源的原理与设计的学习仿真过程,我感觉自己学到了好多,刚开始做的时候,拿到题目就有点一头雾水,推挽电路实现的不是DC -DC,或者DC-AC的转变吗,这个题目怎么会实现工频220V输入到多路直流电源的输出呢,然后我就开始翻看以前学过的电力电子技术的课本,里面有一点有关于推挽电路的工作原理的介绍,但是还是没有解决我的疑问,接着就去图书馆借了一体有关于开关电源与原理设计的书,里面倒是有这些设计的一些技巧,但是看起来很吃力,并不能完全看懂,我又上网找一些资料,但是网上的做法一般就是一些逆变的做法,并没有提及到整流,后来我又翻看图书馆借到的书,发现了组合整流这个概念,只有在前面加上一个整流电路就可以实现这个要求,瞬间我就明白了。