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《反激開關電源主電路工作原理.docx》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、反激開關電源一.定義:直流電壓正好激勵變壓器的初級線圈時,變壓器的次級線圈并沒有向負載提供輸出功率,而是僅在關斷變壓器初級線圈的激勵電壓后,才對負載提供輸出功率。二.反激開關電源的主電路開關管導通時,反激開關電源將電能轉化為磁能,存儲在變壓器中;開關管關斷時,發(fā)激開關電源再將存儲的磁能轉化為電能傳送給負載。電路特點:1.結構簡單,效率高,體積小,造價低2.輸出紋波電壓比較大3.輸出功率一般在150W一下,經(jīng)常作為輔助電源應用在控制系統(tǒng)中4.適合多輸出小功率場合三.反激開關電源原理分析CCM模式1.開關管T導通電源電壓Vin加在變壓器的初級
2、繞組N1上,在次級繞組N2上產(chǎn)生感應電壓uN2N2Vin,初級繞組電流線性增加,diPVin,電流iP最大值N1dtLP專業(yè)文檔供參考,如有幫助請下載。IPmaxIPminVinDT,變壓器鐵心被磁化,磁通線性增加,()VinDT。LPN12.開關管T關斷初級繞組開路,次級繞組工作,次級繞組電壓uN2Vo,次級繞組電流線性下降,diSVo,電流iS最小值ISminISmaxVo(1D)T,變壓器鐵心去磁,磁通dtLSLS線性減小,3.基本關系:()Vo(1D)T。N2VoN2D1DN1()()VinN1(1D)n(1D),其中nN2開關
3、管T電壓應力:VTVinN1VoVinN21D二極管D的電壓應力:VDVoN2VinVoN1D此時,負載電流Io等于二極管電流的平均值,即Io1(ISminISmax)(1D)2N1IPminN2ISmin由變壓器工作原理N1IPmaxN2ISmax可得IPmaxN21IoVinDTN11D2LPISmaxN1IPmax1IoN1VinDTN21DN22LP臨界模式此時有IPmin0且ISmin0,則有下列式子成立:初級繞組最大電流:IPmaxVinDTLP次級繞組最大電流:ISmaxN1VinDTN2LP負載電流:Io1ISmax(1D
4、)2專業(yè)文檔供參考,如有幫助請下載。臨界連續(xù)狀態(tài)下負載電流:IoGIoN1VinD(1D)TN22LPIoG取得最大值,IoG-maxN1VinN28LPf當D=0.5時,則有IoG4IoG-maxD(1D),此為電感電流臨界連續(xù)的邊界。DCM模式電流斷續(xù)時,設DT是IS續(xù)流的相對時間,根據(jù)磁通量的增加量和減少量相等()(),可得VinDTVoDT,所以DN2VinDN1N2N1Vo初級電流最小值IPmin初級電流最大值IPmax初級電流變化關系因為ISmaxVoDT,Io1ISmaxDLS2可得輸出電壓的表達式:VoVin2D22LP
5、fIoCCM模式臨界模式IPmin0IPmaxIPminVinDTIPmaxVinDTLPLPIPmaxIPminVinDTIPmaxVinDTLPLPDCM模式0IPmaxVinDTLPIPmaxVinDTLP次級電流最小值ISminISmin00次級電流最大值ISmaxISminISmaxVo(1D)TIPmaxVinDTLSLPN1VinDTISmaxLPN2IPmaxVo(1D)TISmaxVoDTLSLS專業(yè)文檔供參考,如有幫助請下載。次級電流Vo(1D)TVinN1VinDT變化關系ISminISmaxIPmaxD
6、TISmaxLSLPN2LP負載電流Io1(ISminISmax)(1D)Io1ISmax(1D)Io1ISmaxDIo222磁通量增VinDTVinVin量()()DT()DTN1N1N1磁通量減Vo(1D)TVo(1D)TVo量()()()DTN2N2N2輸出電壓N2DN2DVin2D2VoVoVVinVinVoN1(1D)N1(1D)o2LPfIo四.CCM模式和DCM模式的分析和比較1.CCM模式開關管導通時,考慮開關管的壓降為1V,則初級繞組的電壓為Vin1;開關管關斷時,考慮二極管的正向壓降1V,則次級繞組的電壓為Vo1。由伏
7、秒法則可知,(Vin1)ton(Vo1)N1toff,且有tontoffT,可得N2(Vin1)tonN2VoT1tonN11T。PVItoffVI(1ton),其中,Icsr表示csrTTooocsr功率與輸入電流、輸出電流的關系:次級電流下降斜坡的中間值,IcsrPo。設定反激開關電源的效率是80%,則有ton)Vo(1tonT1.25Po。Po0.8Pin,所以Pin1.25PoVinIcpr,則初級電流的上升斜坡的中間值IcprTVintonT專業(yè)文檔供參考,如有幫助請下載。2.DCM模式N1VmsVin,Vms表示開關管可承受的
8、最大關斷電壓。匝數(shù)比:Vo1N2匝數(shù)比導通時間初級繞組勵磁電感初級峰值電流次級峰值電流優(yōu)點CCM模式tontoffTN1VmsVinN2Vo1T(Vo1)N1tonN2(Vo1)N1(Vin