正激电路是指能够发生正激现象的电路,正激是当变压器原边开关管导通时同时能量被传递到负载上,当开关管截止时变压器的能量要通过磁复位电路去磁的现象。
正激电路拓补结构多种多样,根据驱动管子个数,可分为单管正激,双管正激;根据磁芯复位技术的不同,可分为辅助磁通绕组复位,LCD 缓冲网络复位,RCD 箝位复位,有源箝位复位;根据拓补结构的形式不同,可分为单个变换器和串、并组合变换器。
在各种间接直流变流电路中,正激 DC/DC 变换器具有电路拓扑结构简单,输入输出电气隔离,电压升、降范围宽,易于多路输出等优点,因此被广泛应用于中小功率电源变换场合,尤其在供电电源要求低电压大电流的通讯和计算机系统中,正激电路更能显示其优势。
但是在开关关断期间,高频变压器必须磁芯复位,以防变压器铁心饱和,因此必须采用专门的磁复位电路。正是由于磁复位技术的多样性,以及软开关技术的发展,导致正激电路拓补结构的多样性。随着电力电子技术的发展,各种新的正激电路拓补结构不断出现,不同的拓补结构已有二十余种。
单端正激电路工作原理
如图:Q1导通时,副边二极管D1导通,D2截止,电网通过变压器T1向负载RL输送能量,此时输出滤波电感L0储存能量。
当Q1截止时,电感的储能通过续流二极管D2向负载释放,D1截止。N3与二极管D3串联起到去磁复位的作用。
注意:复位绕组对变压器工艺的要求,要求耦合好又要绝缘好。还有其它形式复位电路如RCD复位电路LCD复位电路。
NS/NP为副边原边匝比
TON/T为导通时间与周期的比,即导通占空比
E为原边绕组电压
正激电路的设计
设计前我们要给定电路设计的一些指标参数,总结为:
1、开关频率
2、输入电压范围:Vin min—Vin max
3、输出负载范围:Io min—Io max
4、输出电压范围:Vo min—Vo max
5、滤波电感电流的纹波: △ILf
6、输出电压纹波:△Vo
第一步:工作频率的确定
工作频率对电源体积以及特性影响很大,必须很好地选择。
工作频率高时,输出滤波器和输出变压器可小型化,过渡响应速度快。但主开关元件、输出二极管、输出电容以及输出变压器的磁芯,还有电路设计等都受到限制。另外,还要注意输出变压器绕组匝数。
第二步:最大导通时间(Ton max)的确定。
Ton max=T×Dmax
对于正向激励D选为0.4~0.45较适宜。Dmax是设计电路时的一个重要参数,它对主开关元件,输出二极管的耐压与输出保持时间,输出变压器以及输出滤波器的大小,变换效率等都有很大影响。
第三步:变压器次级输出电压的计算
Vs min:变压器次级最低电压
Vo max:最大输出电压
VL:电感线圈压降
VF:输出侧二极管的正向压降
另外,功率开关器件电流电压耐量的确定,变压器原副边绕组线径的确定。
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