反激變換器精品課件

1、反激變換器1第1頁，共38頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)6分，星期二內(nèi)容：基本原理反激變換器斷續(xù)模式反激變換器連續(xù)模式RCC變換器2第2頁，共38頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)6分，星期二反激變換器基本電路3第3頁，共38頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)6分，星期二1. 基本原理在開關(guān)S導(dǎo)通時間，輸入電壓Ui加在變壓器T初級，同名端 相對異名端為負(fù)，次級二極管D反偏截止。初級電流線性上升（線性電感），變壓器作為電感運(yùn)行:即或4第4頁，共38頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)6分，星期二當(dāng)i1下降到零，i2達(dá)到最大，然后將導(dǎo)通期間存儲在磁場能量傳輸?shù)截?fù)載，次級感應(yīng)電勢當(dāng)功率管關(guān)斷時，變壓器所有

2、線圈感應(yīng)電勢為正，次級二極管D正偏導(dǎo)通，磁芯磁通不能突變，磁勢不變，滿足以下關(guān)系，作為變壓器運(yùn)行則次級電流線性下降5第5頁，共38頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)6分，星期二2.斷續(xù)工作模式TofTRTonI1p在功率開關(guān)S再次導(dǎo)通前，次級電流下降到零的工作模式稱為斷續(xù)模式.電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，輸出電壓穩(wěn)定U0I2pIiIott當(dāng)功率開關(guān)導(dǎo)通（Ton)時，次級二極管截止，有或（1)6第6頁，共38頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)6分，星期二在導(dǎo)通期間，初級存儲的能量穩(wěn)態(tài)時，輸入功率為截止時，次級電流以斜率Uo/L2下降，在TR(100V）和較小輸出功率。同時關(guān)斷損耗很大，漏感對效率影響大。TofTR

3、TonI1pI2pIiIotD=Ton/T9第9頁，共38頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)6分，星期二低輸入電壓和低輸出電求情況下，輸出功率受到限制，初級和次級電感太小，生產(chǎn)困難。否則降低開關(guān)頻率。次級峰值電流高,當(dāng)要求較小的輸出紋波電壓時，這樣高的峰值電流需要很大的輸出濾波電容。同時電容的交流有效值應(yīng)滿足電路要求。為了減少輸出紋波，這樣極高的電流脈沖需要許多鋁或鉭電容并聯(lián)，除非運(yùn)用較貴的疊層電容。同時，在關(guān)斷時，初級峰值電流向次級轉(zhuǎn)換，大的階躍次級峰值電流流入電容，在電容的ESR、ESL上引起很窄尖峰（脈寬通常(1.62)I1p功率管電壓定額U（BR）CER(1.3Uimax+Uz)采用開關(guān)

4、二極管，選用較小的trr電流定額IDI2/1.57電壓定額UDR(Uo+Uimax/n)輸出濾波電容選擇應(yīng)當(dāng)檢查電容在該頻率有效值IC 。不滿足時，采用多個并聯(lián)，或加LC濾波。I2pTRTof22第22頁，共38頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)6分，星期二3. 連續(xù)模式1) 從斷續(xù)模式到連續(xù)模式I1pI2p Ton TR Ton ToftII1aI2at23第23頁，共38頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)6分，星期二2) 基本關(guān)系根據(jù)電磁感應(yīng)定律變壓器導(dǎo)通時磁通變化量與截止磁通變化量相等因此初級電流（12)次級電流初級電流有效值（13)24第24頁，共38頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)6分，

5、星期二如果初級電感是線性電感，選取/=0.2=I/Ia。初級電感功率開關(guān)截止期間承受的電壓選擇功率開關(guān)電壓定額(U(BR)CEX)大于(UCE+ 0.3Uimax)功率管電流定額ICM2Ia。高壓功率管電流放大倍數(shù)一般 在1535之間。25第25頁，共38頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)6分，星期二根據(jù)電容電流有效值選擇電容量或根據(jù)紋波（U）、I2p、 ESR選擇電容量，檢查電流有效值。輸出電容電流有效值二極管承受的電壓與斷續(xù)相似二極管電流定額26第26頁，共38頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)6分，星期二4. 臨界連續(xù)模式 當(dāng)次級電流剛好下降到零時新的開關(guān)周期開始的反激變換器工作方式稱為臨界

6、模式，通常是變頻工作。利用這種模式工作的自激變換器稱為RCC（Ringing Chock Converter）27第27頁，共38頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)6分，星期二初始基極電流(ib=Ui/R1)提供集電極電流ic=ib ic,晶體管飽和,輸入電壓加在初級N1上，同名端“”為正，正反饋線圈N3感應(yīng)電勢為S2提供更大基極電流，保證S2逐漸增長的集電極電流情況下仍飽和。根據(jù)電磁感應(yīng)定律有初級電流為RCC電路原理初級電流隨時間線性增長。28第28頁，共38頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)6分，星期二啟動時，次級電壓未建立，光耦輸出截止，S1也截止。當(dāng)Ue=ieR50.6V時，S1導(dǎo)通對S2

7、基極電流分流，當(dāng)晶體管退出飽和，各線圈感應(yīng)電勢反號，加速S2截止。次級二極管導(dǎo)通，對輸出電容、負(fù)載供電。輸出電容電壓增高，次級電流下降。當(dāng)i2下降到零，S2又自激。新的周期開始。I1pR5Ic1R3Uc2U3R129第29頁，共38頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)6分，星期二穩(wěn)態(tài)工作當(dāng)輸出電壓建立以后 ，電壓反饋R11,R12、 Dz (431) 、光耦（GU）工作?？刂芐2基極電流，將S2基極電流分流，使得初級峰值電流在比啟動峰值電流小時關(guān)斷，當(dāng)滿足以下關(guān)系時，輸出電壓穩(wěn)定：臨界連續(xù)是連續(xù)特例，輸出與輸入關(guān)系為按最低輸入電壓時，D0.5選擇匝比。電流關(guān)系相似于斷續(xù)，只是式中DR換成（1-D）

8、，電壓關(guān)系相似于連續(xù)。式(9)決定初級電感。30第30頁，共38頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)6分，星期二電路設(shè)計(jì)若干問題當(dāng)接通電源輸出電壓尚未建立時，功率開關(guān)關(guān)斷由 引起的，初級電流達(dá)到最大值。此峰值電流必須大于最低輸入電壓時穩(wěn)態(tài)峰值電流，否則不能啟動。即根據(jù)電磁感應(yīng)定律磁芯中的磁通密度最大值為這就是說，如果R5過小，將導(dǎo)致磁芯飽和。31第31頁，共38頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)6分，星期二啟動以后，主要由正反饋線圈提供基極電流。由于反饋線圈是正激供電，基極電壓近似電壓源。當(dāng)晶體管截止時，N3電壓為N2電壓箝位，次電壓不應(yīng)當(dāng)超過S2的U(BR)EBO,即N3提供的基極電流ib應(yīng)滿足一

9、般取最小值的80%，保證低溫啟動和在最低輸入電壓輸出最大功率。32第32頁，共38頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)6分，星期二啟動電流一般約零點(diǎn)幾mA，與最高輸入電壓時反饋線圈電流有關(guān)，盡可能小。i3max/iR1 2。如果輸入是全電壓，R1受到電阻耐壓限制，可能用幾個電阻串聯(lián)，每個電阻值在1M 以下。當(dāng)輸出空載并最高輸入電壓時，反饋線圈電流最大；輸出電壓升高，電壓反饋使得光耦導(dǎo)通電流ID加到最大，選擇R8保證提供足夠大電流。因?yàn)楣怦顐鬏敱?，S1幾乎抽走全部反饋電流i3 ( ID-0.6/(R4+R5)。但光耦的傳輸比一般為正溫度系數(shù)。因此R8不能選取太大，要保證在最低溫度也能滿足以上條件，

10、否則輸出電壓在空載時失控。為避免輸出失控，在輸出端并聯(lián)一個穩(wěn)壓值稍高于輸出電壓的穩(wěn)壓管。33第33頁，共38頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)6分，星期二反饋隔離光耦線性工作，集電極由反饋線圈N3經(jīng)D4、R7供電，為保證自激，通常加一個C5延遲。如果從電網(wǎng)輸入，小功率采用電容濾波，啟動沖擊電流很大。一般在輸入電路中串聯(lián)限流電阻。小功率電源有多次插拔要求，限流不能采用溫度電阻，最好采用線繞電阻。R1S1S2C534第34頁，共38頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)6分，星期二如果輸出導(dǎo)線很長，輸出電線有壓降。電壓反饋在機(jī)盒內(nèi)，隨著負(fù)載電流的增加，長輸出線的負(fù)載端電壓下降。為補(bǔ)償輸出導(dǎo)線電阻Ro壓降，

11、可以接入負(fù)載補(bǔ)償，電路如圖所示。R10R11RcC4去光耦Uo需要補(bǔ)償解得35第35頁，共38頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)6分，星期二如果需要恒流或限流，當(dāng)效率不是很重要時，可以采用圖示電路。電路中Rs為電流檢測電阻。當(dāng)負(fù)載電流在檢測電阻上壓降大于0.6V時，S3導(dǎo)通，與431的輸出組成或邏輯。恒流時，輸出電壓降低，431截止。電流反饋起作用。恒定電流為RsR12S3去光耦Uo+_S3的Ube溫度系數(shù)-2mV/,可以采用NTC補(bǔ)償U(kuò)be 。但NTC溫度系數(shù)太大，通過與線性電阻串、并聯(lián)構(gòu)成Rs達(dá)到擬合Ube 溫度特性。36第36頁，共38頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)6分，星期二在輸出短路時，由于431陰極電源被短路，光耦初級電流被限制，