其它型式之直流電源轉(zhuǎn)換器電路

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1、其它型式之直流電源轉(zhuǎn)換器電路交換式電源供給器之理論與實(shí)務(wù)設(shè)計(jì)梁適安編著交換式電源供給器報(bào)告第四章1交換式電源供給器報(bào)告振玲扼流圈轉(zhuǎn)換器之應(yīng)用‘CUK轉(zhuǎn)換器之基本工作原理前言2交換式電源供給器報(bào)告振玲扼流圈轉(zhuǎn)換器之應(yīng)用大都應(yīng)用於較小功率輸出，及價(jià)格成本較低之電源供應(yīng)器上電路架構(gòu)簡單，被廣泛的應(yīng)用於10w至50w之輸出電路此種架構(gòu)振盪頻率會隨輸入電壓或負(fù)載之不同而改變，因此也稱為FreeRunningBlockingOscillatorConveterRCC基本電路3交換式電源供給器報(bào)告(續(xù))圖4-2RCC電路各點(diǎn)之電壓波形4交換式電源供給

2、器報(bào)告圖4-3RCC電路各點(diǎn)之電流波形(續(xù))5交換式電源供給器報(bào)告振玲扼流圈轉(zhuǎn)換器之基本工作原理Vin輸入電壓提供至RCC電路時(shí)，R1上會有電流產(chǎn)生，並流經(jīng)Q1之基極，使得Q1導(dǎo)通成為飽和狀態(tài)2.由於Q1導(dǎo)通，此時(shí)在初級側(cè)N1繞組上會有電流通過，此電流則為註：為電晶體之最大導(dǎo)通時(shí)間為變壓器繞組之電感值(4-1)6交換式電源供給器報(bào)告2.(續(xù))在此同時(shí)，變壓器N3繞組上亦會有磁通建立，所以N3繞組上會有電壓Vb產(chǎn)生，使得R2上有電流產(chǎn)生，並流經(jīng)Q1基極，繼續(xù)使得Q1在導(dǎo)通狀態(tài)。二次側(cè)N2繞組上之電壓因?qū)ΧO體D1而言為逆向偏壓，故N2繞組

3、不會有電流過。因此，流過一次側(cè)N1繞組之電流就會成為變壓器之激磁電流，此時(shí)能量就會儲存在變壓器中。(4-2)7交換式電源供給器報(bào)告(續(xù))4.由(4.1)式可得知，流經(jīng)電晶體之電流Ic將隨時(shí)間成比例增大，可是當(dāng)電晶體之基極電流成為不能使電晶體達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，也就是βIb

4、由於極性反轉(zhuǎn)之關(guān)係，在N2繞組之電壓會將D1二極體導(dǎo)通，因此，原來儲存在變壓器之能量就會經(jīng)由N2，D1，C1傳遞至負(fù)載輸出端。6.若輸出電壓為Vout，二極體D1之順向電壓降為Vd1，則跨於N2繞組之電壓Vn2為：(4-3)若N2繞組之電感量為Ls，則流經(jīng)此繞組或二極體D1之電流則為：(4-4)9交換式電源供給器報(bào)告6.(續(xù))或是(4-5)由於變壓器會將所儲存之能量全部移至輸出負(fù)載，因此，流經(jīng)二極體D1之電流就會漸便為零，如此使得二極體D1變成在截止?fàn)顟B(tài)。而此時(shí)在各組之上電壓則為零，不過轉(zhuǎn)換開關(guān)Q1則會因?yàn)槠饎?dòng)電阻R1之作用而開始導(dǎo)通，

5、如此又再度回到原來剛開始之狀態(tài)，而這些ON，OFF之反覆動(dòng)作，將會始電路持續(xù)振盪，達(dá)到Freerunning之結(jié)果。7.10交換式電源供給器報(bào)告(續(xù))此電路之振當(dāng)頻率fs會隨著輸入電壓以及負(fù)載之大小而改變，一般其關(guān)係式如下:(4-6)11交換式電源供給器報(bào)告(續(xù))若輸出電壓為Vout，輸出電流為Iout，則輸出功率可以表示如下式：假設(shè)，輸入功率Pin與輸出功率Pout相等，則由上式可得知下式：(4-７)(4-８)12交換式電源供給器報(bào)告(續(xù))由(4-8)式亦可得出初級側(cè)繞組之電感量Lp為(4-9)圖4-1之RCC電路中各點(diǎn)之電壓波形與電

6、流波形，如圖4-2與4-3所示13交換式電源供給器報(bào)告(續(xù))由(4-8)式亦可得出初級側(cè)繞組之電感量Lp為(4-9)圖4-1之RCC電路中各點(diǎn)之電壓波形與電流波形，如圖4-2與4-3所示14交換式電源供給器報(bào)告‘CUK轉(zhuǎn)換器之基本工作原理1.由第二章中之三種轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)的分析與討論，並由其電流波形圖則可獲知這些轉(zhuǎn)換器主要缺點(diǎn)就是在輸入端或輸出端會有脈動(dòng)電流的形式產(chǎn)生。2.而此不連續(xù)的電流乃是造成高壓漣波的主要原因，甚至於會導(dǎo)致嚴(yán)重的傳導(dǎo)與輻射之電磁干擾EMI問題。3.而此三種基本直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓乃是由控制交換元件的導(dǎo)通時(shí)間或工作週期D

7、來決定。15交換式電源供給器報(bào)告(續(xù))為了克服改進(jìn)這些轉(zhuǎn)換器的缺點(diǎn),在此會討論分析新型式無漣波的’CUK轉(zhuǎn)換器在圖4-4為新型式無漣波輸出的’CUK轉(zhuǎn)換電路架構(gòu)及輸入與輸出電流波形圖4-4基本的’CUK轉(zhuǎn)換電路16交換式電源供給器報(bào)告(續(xù))1.由圖4-4可得知皆為連續(xù)的電流，而非脈動(dòng)的電流形式。2.此種轉(zhuǎn)換器則可推演出各種型式的’CUK轉(zhuǎn)換器電路，如圖4-5所示就是無隔離(nonisolated)型式的’CUK轉(zhuǎn)換器，而圖4-6所示為具有隔離(isolated)型式的’CUK轉(zhuǎn)換電器。17交換式電源供給器報(bào)告基本的’CUK轉(zhuǎn)換電路之操作

8、原理說明（一）1.由圖4-4可得知，功率開關(guān)MOSFETQ1在此當(dāng)為交換原件使用，會在飽和與截止的區(qū)域操作。2.電容器C1當(dāng)作為輸入端與輸出端之間的能量轉(zhuǎn)移元件。3.當(dāng)功率開關(guān)Q1在關(guān)閉(OFF)狀態(tài)時(shí)，二