久久ER99热精品一区二区-久久精品99国产精品日本-久久精品免费一区二区三区-久久综合九色综合欧美狠狠

新聞中心

EEPW首頁 > 電源與新能源 > 設計應用 > 單端有源箝位DC/DC變換器

單端有源箝位DC/DC變換器

作者: 時間:2011-02-28 來源:網絡 收藏

本文引用地址:http://cqxgywz.com/article/179605.htm

 

(同時導通,同時截止),如圖4(a)波形所示。S2則用相反的信號來驅動。這樣,當S1及S3導通時,S2截止,反之亦然。因為假定S1、S2、S3均為理想開關管,即開通與關斷是瞬時完成的。實際上,開關時間在30ns~120ns之間,一般采用先關斷后開通的波形來驅動。

3電路工作狀態(tài)分析

圖5和圖6所示為圖3電路的兩種工作狀態(tài)。假定開始時該電路已處于穩(wěn)態(tài)運行,如圖5所示,S2導通,變壓器初級繞組中的電流增加,給電容CP充電,而輸出電流Io完全由電容CS支持著。在圖6所示的狀態(tài)中,S1及S3導通。這就使貯存在電容CP和電感LP中的能量,從變壓器初級側傳遞到次級側負載。

S2的工作周期為T,占空比為D,導通間隔為工作周期的一部分,即DT。而S1及S3的導通時間間隔為T-DT=T(1-D)。在周期T內,初級繞組兩端電壓的平均值為零,即

(Ui-nUo)DT-nUo(1-D)T=0(1)

UiD=nUo(2)

D=nUo/Ui(3)

式中,n是變壓器的匝比。式(1)示于圖4(b)。同樣Cs中的平均電流也為零。當S2導通時,Cs供給負載電流Io。當S1及S3導通時,Cs充電,以補償S2導通時Cs輸出的能量。在理想情況下,可以認為Cs中的電流ICS基本上是矩形,如圖4(c)所示。當S2導通時,Cs輸入電流ICS和輸出端電流Io是幅值相等相位相反的,即

ICS=-Io(4)

在S1和S3導通期間,Cs的輸入電流ICS等于次級繞組中的電流Is和輸出電流Io之差,即

ICS=Is-Io(5)

因為電容CS上的平均電流為零,則有

-DIo+(1-D)(IS-Io)=0(6)

次級繞組中的電流Is可表示為

Is=Io/(1-D)(7)

在S1及S3導通期間

ICS=Io/(1-D)-Io(8)

=Io·D/(1-D)(9)

將式(3)代入式(9)得

ICS=Io·nUo/(Ui-nUo)(10)

Cs中的輸入電流ICS示于圖4(c),輸出電流Io示于圖4(d),Is示于圖4(e)。

Gjs7.gif (4281 字節(jié))

圖7CP與繞組并聯(lián)電路圖

依據線性疊加,變壓器初級繞組中的電流由三部分組成:第一部分是磁化電流ILpm,系S2導通時Ui在初級繞組兩端所加的電壓引起的,它與輸出電流無關;第二部分電流是在S1和S3導通期間,次級繞組的電流感應到初級繞組中的電流,用ILP1-3表示;第三部分電流是在S2導通期間,由輸入電流ILP2所產生的。

磁化電流由加在初級繞組上的電壓、繞組電感、開關周期T及占空比D決定。當S2導通時(11)

在S2導通期間,峰-峰磁化電流:(12)

在S1及S3導通期間的峰-峰電流可用同樣的方法求出(13)

在穩(wěn)態(tài)條件下,式(12)與式(13)相等。

在S1和S3導通期間,負載電流在初級側產生的電流ILP1-3,可借用變壓器的匝比關系,把式(7)反射到初級側即得(14)

在S2導通期間,負載電流在初級側產生的電流ILP2可這樣來考慮:在S2導通期間,必定有輸入電流流通,以支持輸出電流,因為輸出能量等于輸入能量(理想變壓器),又因為瞬時功率等于電壓和電流之積,由式(3)可得(15)整理后得(16)

在S2導通期間,平均負載電流在初級側產生的電流等于輸入電流Ii(17)或(18)

初級繞組磁化電流ILPm的波形為三角形,如圖4(f)所示。由式(14)及(18)所示的負載電流波形分別示于圖4(g)和圖4(h),而合成的初級電流波形示于圖4(i)。由于初級繞組電感量較大,在整個開關周期內,即使S2關斷,ILP2基本上仍保持為恒定值。

如果沒有輸出電流,磁化電流的平均值為零。因此,當變壓器空載時,初級電流為正負峰峰等幅的波形。而獲得零電壓諧振開關,該磁化電流的峰-峰幅值,必須大于兩倍負載電流在初級繞組中所產生的電流。

這種串聯(lián)功率變換拓撲的特點在于:在正激變換電路中,只用了一只磁性元件,該磁性元件起兩個作用:一是作為電路中的電感器,二是作為隔離變壓器。另外一種類似電路如圖7所示。

  這種電路結構和工作情況,基本上和圖3一樣,Cp只有當S1導通時,才能并接到初級繞組。圖7電路所產生的波形示于圖8。其工作狀態(tài)分別示于圖9和圖10。在圖9中S2導通,使初級繞組中的電流增加,而輸出電流完全由電容CS來提供。在圖10中S1和S3導通,CP上的電壓Ucp(是在S1及S3斷開時,Cp連續(xù)充放電所形成的),加在變壓器初級繞組上。

Gjs8.gif (7701 字節(jié))

圖8電路工作波形



關鍵詞:

評論


相關推薦

技術專區(qū)

關閉