單端正激式直流變換器
發(fā)布時間:2013/5/28 20:19:17 訪問次數(shù):2302
單端正激(Forward)式直流變換器,簡稱單EA2-4.5NU端正激變換器。它既可采用單個功率晶體管電路,也可采用雙功率晶體管電路。
圖8-35所示為雙晶體管單端正激式直流變換器,功率開關(guān)管VT1和VT2受控同時導(dǎo)通或截止,但兩個柵極驅(qū)動電路必須彼此絕緣。高頻R,變壓器T-次繞組Np、二次繞組眠的同名端如圖中所示,其連接同單端反激變換器相反,當(dāng)功率開關(guān)VT1和VT2受控導(dǎo)通時,整流二極管VD1也同時導(dǎo)通,電源向負(fù)載傳送能量,電感£儲能。當(dāng)VT1和VT2受控截止時,VD1承受反壓也截止,續(xù)流二極管VD2導(dǎo)通,L中的儲能通過續(xù)流二極管VD2向負(fù)載釋放。輸出濾波電容Co用于降低輸出電壓的脈動。由于這種變換器在功率開關(guān)管導(dǎo)通的同時向負(fù)載傳輸能量,因此稱為正激式變換器。
當(dāng)儲能電感的電感量足夠大,而使電感電流(fL)連續(xù)時,電路相關(guān)波形圖如圖8-36所示。在f期間,VT1和VT2導(dǎo)通,變壓器一、二次繞組電壓極性均為上端正下端負(fù),行為變壓器變比,整流二極管VD1正向偏置而導(dǎo)通,電源向負(fù)載傳送能量;儲能電感三儲能,fI。按線性規(guī)律上升,同時高頻變壓器中激磁電感‘儲能。此時,變壓器一次繞組電流fP等于磁化電流fj與二次繞組電流fs折算到一次的電流。
為了保證磁通復(fù)位,必須滿足toff≥tVD3=to,也就是說,必須占空比D≤0.5。在tVD,結(jié)束至toff期末這段時間,變壓器激磁電感的儲能已經(jīng)釋放完畢而VT1和VT2尚未受控導(dǎo)通,變壓器一、二次繞組的電壓均為零,VT1和VT2的UDS= U1/2。
在單端反激變換器中,ton期間的變壓器一次電流fP就是磁化電流,由于通過‘在4中的儲能來供給負(fù)載,因此磁化電流的最大值較大,為了防止變壓器磁芯飽和,磁芯中的氣隙應(yīng)較大。而在單端正激變換器中,變壓器激磁電感的儲能不用于供給負(fù)載,故磁化電流應(yīng)相應(yīng)小變壓器磁芯中的氣隙也就較小。
利用Ud波形圖可求得雙功率晶體管單端正激變換器電感電流(fL)連續(xù)模式的輸出直流。如前所述,單端正激變換器中的整流二極管VD1,在功率開關(guān)管導(dǎo)通時導(dǎo)通,功率開關(guān)管截止時截止。若把整流二極管VD1看成輸出回路中的功率開關(guān),把高頻變壓器二次繞組電壓,看成輸出回路的輸入電壓,則單端正激變換囂的輸出回路不僅在電路形式上和降壓變換器的主回路一樣,而且工作原理也相同。
單端正激(Forward)式直流變換器,簡稱單EA2-4.5NU端正激變換器。它既可采用單個功率晶體管電路,也可采用雙功率晶體管電路。
圖8-35所示為雙晶體管單端正激式直流變換器,功率開關(guān)管VT1和VT2受控同時導(dǎo)通或截止,但兩個柵極驅(qū)動電路必須彼此絕緣。高頻R,變壓器T-次繞組Np、二次繞組眠的同名端如圖中所示,其連接同單端反激變換器相反,當(dāng)功率開關(guān)VT1和VT2受控導(dǎo)通時,整流二極管VD1也同時導(dǎo)通,電源向負(fù)載傳送能量,電感£儲能。當(dāng)VT1和VT2受控截止時,VD1承受反壓也截止,續(xù)流二極管VD2導(dǎo)通,L中的儲能通過續(xù)流二極管VD2向負(fù)載釋放。輸出濾波電容Co用于降低輸出電壓的脈動。由于這種變換器在功率開關(guān)管導(dǎo)通的同時向負(fù)載傳輸能量,因此稱為正激式變換器。
當(dāng)儲能電感的電感量足夠大,而使電感電流(fL)連續(xù)時,電路相關(guān)波形圖如圖8-36所示。在f期間,VT1和VT2導(dǎo)通,變壓器一、二次繞組電壓極性均為上端正下端負(fù),行為變壓器變比,整流二極管VD1正向偏置而導(dǎo)通,電源向負(fù)載傳送能量;儲能電感三儲能,fI。按線性規(guī)律上升,同時高頻變壓器中激磁電感‘儲能。此時,變壓器一次繞組電流fP等于磁化電流fj與二次繞組電流fs折算到一次的電流。
為了保證磁通復(fù)位,必須滿足toff≥tVD3=to,也就是說,必須占空比D≤0.5。在tVD,結(jié)束至toff期末這段時間,變壓器激磁電感的儲能已經(jīng)釋放完畢而VT1和VT2尚未受控導(dǎo)通,變壓器一、二次繞組的電壓均為零,VT1和VT2的UDS= U1/2。
在單端反激變換器中,ton期間的變壓器一次電流fP就是磁化電流,由于通過‘在4中的儲能來供給負(fù)載,因此磁化電流的最大值較大,為了防止變壓器磁芯飽和,磁芯中的氣隙應(yīng)較大。而在單端正激變換器中,變壓器激磁電感的儲能不用于供給負(fù)載,故磁化電流應(yīng)相應(yīng)小變壓器磁芯中的氣隙也就較小。
利用Ud波形圖可求得雙功率晶體管單端正激變換器電感電流(fL)連續(xù)模式的輸出直流。如前所述,單端正激變換器中的整流二極管VD1,在功率開關(guān)管導(dǎo)通時導(dǎo)通,功率開關(guān)管截止時截止。若把整流二極管VD1看成輸出回路中的功率開關(guān),把高頻變壓器二次繞組電壓,看成輸出回路的輸入電壓,則單端正激變換囂的輸出回路不僅在電路形式上和降壓變換器的主回路一樣,而且工作原理也相同。
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