单端正激式直流变换器
发布时间:2013/5/28 20:19:17 访问次数:2322
单端正激(Forward)式直流变换器,简称单EA2-4.5NU端正激变换器。它既可采用单个功率晶体管电路,也可采用双功率晶体管电路。
图8-35所示为双晶体管单端正激式直流变换器,功率开关管VT1和VT2受控同时导通或截止,但两个栅极驱动电路必须彼此绝缘。高频R,变压器T-次绕组Np、二次绕组眠的同名端如图中所示,其连接同单端反激变换器相反,当功率开关VT1和VT2受控导通时,整流二极管VD1也同时导通,电源向负载传送能量,电感£储能。当VT1和VT2受控截止时,VD1承受反压也截止,续流二极管VD2导通,L中的储能通过续流二极管VD2向负载释放。输出滤波电容Co用于降低输出电压的脉动。由于这种变换器在功率开关管导通的同时向负载传输能量,因此称为正激式变换器。
当储能电感的电感量足够大,而使电感电流(fL)连续时,电路相关波形图如图8-36所示。在f期间,VT1和VT2导通,变压器一、二次绕组电压极性均为上端正下端负,行为变压器变比,整流二极管VD1正向偏置而导通,电源向负载传送能量;储能电感三储能,fI。按线性规律上升,同时高频变压器中激磁电感‘储能。此时,变压器一次绕组电流fP等于磁化电流fj与二次绕组电流fs折算到一次的电流。
为了保证磁通复位,必须满足toff≥tVD3=to,也就是说,必须占空比D≤0.5。在tVD,结束至toff期末这段时间,变压器激磁电感的储能已经释放完毕而VT1和VT2尚未受控导通,变压器一、二次绕组的电压均为零,VT1和VT2的UDS= U1/2。
在单端反激变换器中,ton期间的变压器一次电流fP就是磁化电流,由于通过‘在4中的储能来供给负载,因此磁化电流的最大值较大,为了防止变压器磁芯饱和,磁芯中的气隙应较大。而在单端正激变换器中,变压器激磁电感的储能不用于供给负载,故磁化电流应相应小变压器磁芯中的气隙也就较小。
利用Ud波形图可求得双功率晶体管单端正激变换器电感电流(fL)连续模式的输出直流。如前所述,单端正激变换器中的整流二极管VD1,在功率开关管导通时导通,功率开关管截止时截止。若把整流二极管VD1看成输出回路中的功率开关,把高频变压器二次绕组电压,看成输出回路的输入电压,则单端正激变换嚣的输出回路不仅在电路形式上和降压变换器的主回路一样,而且工作原理也相同。
单端正激(Forward)式直流变换器,简称单EA2-4.5NU端正激变换器。它既可采用单个功率晶体管电路,也可采用双功率晶体管电路。
图8-35所示为双晶体管单端正激式直流变换器,功率开关管VT1和VT2受控同时导通或截止,但两个栅极驱动电路必须彼此绝缘。高频R,变压器T-次绕组Np、二次绕组眠的同名端如图中所示,其连接同单端反激变换器相反,当功率开关VT1和VT2受控导通时,整流二极管VD1也同时导通,电源向负载传送能量,电感£储能。当VT1和VT2受控截止时,VD1承受反压也截止,续流二极管VD2导通,L中的储能通过续流二极管VD2向负载释放。输出滤波电容Co用于降低输出电压的脉动。由于这种变换器在功率开关管导通的同时向负载传输能量,因此称为正激式变换器。
当储能电感的电感量足够大,而使电感电流(fL)连续时,电路相关波形图如图8-36所示。在f期间,VT1和VT2导通,变压器一、二次绕组电压极性均为上端正下端负,行为变压器变比,整流二极管VD1正向偏置而导通,电源向负载传送能量;储能电感三储能,fI。按线性规律上升,同时高频变压器中激磁电感‘储能。此时,变压器一次绕组电流fP等于磁化电流fj与二次绕组电流fs折算到一次的电流。
为了保证磁通复位,必须满足toff≥tVD3=to,也就是说,必须占空比D≤0.5。在tVD,结束至toff期末这段时间,变压器激磁电感的储能已经释放完毕而VT1和VT2尚未受控导通,变压器一、二次绕组的电压均为零,VT1和VT2的UDS= U1/2。
在单端反激变换器中,ton期间的变压器一次电流fP就是磁化电流,由于通过‘在4中的储能来供给负载,因此磁化电流的最大值较大,为了防止变压器磁芯饱和,磁芯中的气隙应较大。而在单端正激变换器中,变压器激磁电感的储能不用于供给负载,故磁化电流应相应小变压器磁芯中的气隙也就较小。
利用Ud波形图可求得双功率晶体管单端正激变换器电感电流(fL)连续模式的输出直流。如前所述,单端正激变换器中的整流二极管VD1,在功率开关管导通时导通,功率开关管截止时截止。若把整流二极管VD1看成输出回路中的功率开关,把高频变压器二次绕组电压,看成输出回路的输入电压,则单端正激变换嚣的输出回路不仅在电路形式上和降压变换器的主回路一样,而且工作原理也相同。