双管反激
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流iLr从0开始线性上升,
(2—8)
整流管D3仍导通,给电容C充电和向负载供电,侧iL2 (t)以更大的斜率线性下降为漏感电流减iLr减去励磁电感Lm上电流。
(2—9)
(2—10)
在t4时刻原边续流管D1和D2反压由
上升到Uin, iLr(t)上升到励磁电流iLm, iL2 (t)=0,副边整流二极管D3反偏,开始新的PWM周期。
引言
电路拓扑简单,输入输出电气隔离,升/降压范围广,具有输出多路负载自动均衡等优点,广泛用于多路输出机内电源之中。但在反激变换器中,变压器起着电感和变压器的双重作用,因而变压器磁芯处于直流偏磁状态,为防磁饱和要加入气隙,因此漏感较大。当功率管关断时,会产生很大的关断电压尖峰,有可能损坏功率管;导通时,电感电流变化率大[1][2]。因此在很多情况下,必需在功率管两端加吸收电路,开关管的电压应力大。
变换电路,在功率管关断时,变压器漏感电流流过续流二极管反馈给电源而嵌位,所以功率管的电压应力和输入电压相等。可见在高压输入场合双管反激电路有其特有的优点[3]。下面分析此种电路。
二电路分析
在稳态条件下。假设(1)所有开关器件都理想的;(2)Lr远小于Lm;(3)电路工作CCM模式,电路图如图(2-1)。工作原理描述如下;
2.开关模式2[t1-t2]
刻关断S1和S2,由于电感电流不能突变,所以原边续流管D1和D2导通钳位使S1和S2承受反压为Uin,同时由于磁通连贯原理,漏感电流iLr也导致副边电流iL2的缓慢形成,使副边整流二极管D3导通。原边电流iLr线性下降为
在t2时刻原边电流iLr=0,
(2—5)
此段时间内原边百度文库流管D1和D2中的电流和漏感电流iLr下降波型完全相同.
图(3—1)峰值电流模式控制原理
四实验结果
上分析结果,设计了一台机内稳压电源。输入360~450V;输出:+15V(1A),-15V(0.2A),+25V(0.2A)三路,+25V(0.4A);工作频率为100KHz,最大占空比DMAX=0.45;功率45W。变压器用铁氧体R2KBD,罐型GU30,按反激变压器设计原则设计[1]。主要波型如下所示:
3.开关模式3[t2-t3]
刻原边续流管D1和D2中的电流和漏感电流iLr下降到0, iL2达到最大。此后iL2线性下为降(L2为变压器副边电感值),
(2-6)
在t3时刻
(2—7)
原边续流管D1和D2承受反压为
,S1和S2承受反压
。
4.开关模式4[t3-t4]
刻开通S1和S2,输入电压Uin直接作用Lr和Lm上,漏感电
图(2—2)
析可知,双管反激变换器具有以下优点:
(1)续流二极管将漏感能量回馈给电源,
(2)有效抑制关断电压尖峰,使开关管电压应力为输入电压,
(3)不需要额外的吸收电路。
三控制系统结构
采用峰值电流模式,由于引入电流反馈,使系统性能具有明显的优点[3]:(1)具有良好的线性调整率,反应速度快;(2)消除输出滤波电感带来的极点,使二阶系统将为一阶系统,稳定性好;(3)固有逐个脉冲电流限制,简化过载保护和短路保护。原理如图(3—1)所示。电流型也有缺点,在占空比大于50%时,必须进行电流斜坡补偿,否则系统不稳定[1]。本文采用控制芯片UC3844[4],占空比小于50%。
1.开关模式1[t0-t1]
t0时刻开通S1和S2,输入直流电压Uin作用Lr和Lm上,漏感电流iLr线
图(2—1)
性上升,D1和D2已关断,
(2—1)
在t1时刻关断S1和S2,此时漏感电流iLr为
(2—2)
管D1和D2承受反压为Uin.,副边整流二极管D3承受反压为U0+(N2/N1)Uin,变压器副边电流为零,滤波电容向负载供电。
以看出功率管的电压应力等于输入电压,续流二极管两端电压和分析结果也相同。可见双管反激拓扑在高压输入场合有其独特优越性。图d中,原边电流有尖峰是由于副边整流二极管反向恢复造成。
五结论
和实验结果一致性,表明双管反激变换器特别适用于高压输入场合,减少元件的电压硬力,为功率管选取和保护功率管创造有利条件,同时有助于增加系统可靠性。因此在高压输入的中﹑小功率场合应有广泛应用。
(2—8)
整流管D3仍导通,给电容C充电和向负载供电,侧iL2 (t)以更大的斜率线性下降为漏感电流减iLr减去励磁电感Lm上电流。
(2—9)
(2—10)
在t4时刻原边续流管D1和D2反压由
上升到Uin, iLr(t)上升到励磁电流iLm, iL2 (t)=0,副边整流二极管D3反偏,开始新的PWM周期。
引言
电路拓扑简单,输入输出电气隔离,升/降压范围广,具有输出多路负载自动均衡等优点,广泛用于多路输出机内电源之中。但在反激变换器中,变压器起着电感和变压器的双重作用,因而变压器磁芯处于直流偏磁状态,为防磁饱和要加入气隙,因此漏感较大。当功率管关断时,会产生很大的关断电压尖峰,有可能损坏功率管;导通时,电感电流变化率大[1][2]。因此在很多情况下,必需在功率管两端加吸收电路,开关管的电压应力大。
变换电路,在功率管关断时,变压器漏感电流流过续流二极管反馈给电源而嵌位,所以功率管的电压应力和输入电压相等。可见在高压输入场合双管反激电路有其特有的优点[3]。下面分析此种电路。
二电路分析
在稳态条件下。假设(1)所有开关器件都理想的;(2)Lr远小于Lm;(3)电路工作CCM模式,电路图如图(2-1)。工作原理描述如下;
2.开关模式2[t1-t2]
刻关断S1和S2,由于电感电流不能突变,所以原边续流管D1和D2导通钳位使S1和S2承受反压为Uin,同时由于磁通连贯原理,漏感电流iLr也导致副边电流iL2的缓慢形成,使副边整流二极管D3导通。原边电流iLr线性下降为
在t2时刻原边电流iLr=0,
(2—5)
此段时间内原边百度文库流管D1和D2中的电流和漏感电流iLr下降波型完全相同.
图(3—1)峰值电流模式控制原理
四实验结果
上分析结果,设计了一台机内稳压电源。输入360~450V;输出:+15V(1A),-15V(0.2A),+25V(0.2A)三路,+25V(0.4A);工作频率为100KHz,最大占空比DMAX=0.45;功率45W。变压器用铁氧体R2KBD,罐型GU30,按反激变压器设计原则设计[1]。主要波型如下所示:
3.开关模式3[t2-t3]
刻原边续流管D1和D2中的电流和漏感电流iLr下降到0, iL2达到最大。此后iL2线性下为降(L2为变压器副边电感值),
(2-6)
在t3时刻
(2—7)
原边续流管D1和D2承受反压为
,S1和S2承受反压
。
4.开关模式4[t3-t4]
刻开通S1和S2,输入电压Uin直接作用Lr和Lm上,漏感电
图(2—2)
析可知,双管反激变换器具有以下优点:
(1)续流二极管将漏感能量回馈给电源,
(2)有效抑制关断电压尖峰,使开关管电压应力为输入电压,
(3)不需要额外的吸收电路。
三控制系统结构
采用峰值电流模式,由于引入电流反馈,使系统性能具有明显的优点[3]:(1)具有良好的线性调整率,反应速度快;(2)消除输出滤波电感带来的极点,使二阶系统将为一阶系统,稳定性好;(3)固有逐个脉冲电流限制,简化过载保护和短路保护。原理如图(3—1)所示。电流型也有缺点,在占空比大于50%时,必须进行电流斜坡补偿,否则系统不稳定[1]。本文采用控制芯片UC3844[4],占空比小于50%。
1.开关模式1[t0-t1]
t0时刻开通S1和S2,输入直流电压Uin作用Lr和Lm上,漏感电流iLr线
图(2—1)
性上升,D1和D2已关断,
(2—1)
在t1时刻关断S1和S2,此时漏感电流iLr为
(2—2)
管D1和D2承受反压为Uin.,副边整流二极管D3承受反压为U0+(N2/N1)Uin,变压器副边电流为零,滤波电容向负载供电。
以看出功率管的电压应力等于输入电压,续流二极管两端电压和分析结果也相同。可见双管反激拓扑在高压输入场合有其独特优越性。图d中,原边电流有尖峰是由于副边整流二极管反向恢复造成。
五结论
和实验结果一致性,表明双管反激变换器特别适用于高压输入场合,减少元件的电压硬力,为功率管选取和保护功率管创造有利条件,同时有助于增加系统可靠性。因此在高压输入的中﹑小功率场合应有广泛应用。