詳解反激式變壓器開關(guān)電源
發(fā)布時(shí)間:2019-03-05 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】反激式開關(guān)電源輸出整流濾波電路原理上是最簡(jiǎn)單的。但是,由于反激式開關(guān)電源的能量傳遞必須通過(guò)變壓器轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn),并壓器的初次級(jí)兩側(cè)的開關(guān)(MOSFET或整流二極管)均工作在電流斷續(xù)狀態(tài)。
反激式變壓器開關(guān)電源工作原理比較簡(jiǎn)單,輸出電壓控制范圍比較大,因此,在一般電器設(shè)備中應(yīng)用最廣。
反激式開關(guān)電源輸出整流濾波電路原理上是最簡(jiǎn)單的。但是,由于反激式開關(guān)電源的能量傳遞必須通過(guò)變壓器轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn),并壓器的初次級(jí)兩側(cè)的開關(guān)(MOSFET或整流二極管)均工作在電流斷續(xù)狀態(tài)。在相同輸出功率條件下,反激式開關(guān)電源的開關(guān)流過(guò)的電流峰值和有效值大于正激式、橋式、推挽式開關(guān)電源。為了獲得更低的輸出電壓尖峰,通常的反激式開關(guān)電源工作在電感電流(變壓器儲(chǔ)能)斷續(xù)狀態(tài),這就進(jìn)一步增加了開關(guān)元件的電流額定。
開關(guān)電源的電路拓?fù)鋵?duì)輸出整流濾波電容器影響也是非常大的,由于反激式開關(guān)電源的輸出電流斷續(xù)性,其交流分量需要由輸出整流濾波電容器吸收,當(dāng)電感電流斷續(xù)時(shí)輸出整流濾波電容器的需要吸收的紋波電流相對(duì)最大。
對(duì)應(yīng)的輸出整流二極管的電流波形如圖1,輸出濾波電容器的電流波形如圖2。
由圖1可以得到流過(guò)輸出整流二極管電流峰值與平均值、有效值的關(guān)系為如下。
流過(guò)輸出整流器的峰值電流與平均值電流的關(guān)系:
(1)
流過(guò)輸出整流器的有效值電流與峰值值電流的關(guān)系:
(2)
流過(guò)整流器的有效值電流與平均值電流的關(guān)系:
(3)
式中:IrecM、Irecrms、IO、Dmax分別為流過(guò)輸出整流器的峰值電流、有效值電流、平均值電流和輸出整流二極管的最大導(dǎo)通占空比。
流過(guò)輸出濾波電容器的電流有效值略小于流過(guò)輸出整流器的有效值電流。
式(1)、(2)、(3)表明,隨著輸出整流器導(dǎo)通占空比的減小,相同輸出電流平均值對(duì)應(yīng)道德峰值電流、有效值電流隨占空比的減小而增加。
在大多數(shù)情況下,反激式開關(guān)電源工作在變壓器電流臨界或斷續(xù)狀態(tài)。在變壓器電流臨界狀態(tài)下,初級(jí)側(cè)開關(guān)管導(dǎo)通占空比與輸出整流器導(dǎo)通占空比相加為1。
在大多數(shù)情況下,反激式開關(guān)電源的輸出整流器的最大導(dǎo)通占空比約為0.5。這樣,流過(guò)輸出整流器的電流峰值與輸出平均值電流之間的關(guān)系為:
(4)
有效值電流于輸出電流平均值的關(guān)系為:
(5)
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