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直流變換的尾巴

2019/04/08
54
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清明時(shí)節(jié)雨紛紛,路上行人欲斷魂~話說清明小長假已經(jīng)結(jié)束了,大家過得是否充實(shí)。清明搬了一次家,大大小小十幾個(gè)紙箱,四樓搬下,貨車?yán)叫录覙窍?,搬上六樓,著?shí)虛脫到懷疑人生。由于寬帶還沒裝上,開著手機(jī)熱點(diǎn),伴著一杯清酒,讓我們聊聊今天的那些事兒吧。
 
 
NO.1
半橋電路的基本電路拓?fù)淙缦拢?/div>
 
 
工作過程:
S1 和 S2 交替導(dǎo)通,使變壓器一次側(cè)形成幅值為 Ui/2 的交流電壓,改變開關(guān)占空比,就可以改變二次側(cè)整流電壓 ud 的平均值,也就改變了輸出電壓 Uo。
 
S1 導(dǎo)通時(shí),二極管 VD1 處于導(dǎo)通狀態(tài),S2 導(dǎo)通時(shí),二極管 VD2 處于導(dǎo)通狀態(tài),當(dāng)兩個(gè)開關(guān)都關(guān)斷時(shí),變壓器繞組 N1 中的電流為零,VD1 和 VD2 都處于導(dǎo)通狀態(tài),各分擔(dān)一半的電流。S1 或 S2 導(dǎo)通時(shí),電感 L 的電流逐漸上升;兩個(gè)開關(guān)都關(guān)斷時(shí),電感 L 的電流逐漸下降,S1 和 S2 斷態(tài)時(shí)承受的峰值電壓均為 Ui。
 
工作波形如下:
 
 
由于電容的隔直作用,半橋電路對由于兩個(gè)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間不對稱而造成的變壓器一次側(cè)電壓的直流分量有自動平衡作用,因此不容易發(fā)生變壓器的偏磁和直流磁飽和。
 
輸出電壓
濾波電感 L 的電流連續(xù)時(shí),
 
Uo/Ui=(N2/N1)*(ton/T)
 
輸出電感電流不連續(xù),輸出電壓 Uo 將大于上式的計(jì)算值,并隨著負(fù)載減小而升高,在負(fù)載為零的極限情況下
 
Uo=(N2/N1)*(Ui/2)
 
NO.2
全橋電路的基本電路拓?fù)淙缦拢?/div>
 
 
全橋電路中,互為對角的兩個(gè)開關(guān)同時(shí)導(dǎo)通,同一側(cè)半橋上下兩個(gè)開關(guān)交替導(dǎo)通,使變壓器一次側(cè)形成幅值 Ui 的交流電壓,改變占空比就可以改變輸出電壓。
 
當(dāng) S1 與 S4 開通后,VD1 和 VD4 處于通態(tài),電感 L 的電流逐漸上升;當(dāng) S2 與 S3 開通后,VD2 和 VD3 處于通態(tài),電感 L 的電流也上
升。當(dāng) 4 個(gè)開關(guān)都關(guān)斷時(shí),4 個(gè)二極管都處于通態(tài),各分擔(dān)一半的電感電流,電感 L 的電流逐漸下降,S1 和 S2 斷態(tài)時(shí)承受的峰值電壓均為 Ui。
 
工作波形如下:
 
 
如果 S1、S4 和 S2、S3 的導(dǎo)通時(shí)間不對稱,那么交流電壓 uT 中將包含有直流分量,會在變壓器一次側(cè)產(chǎn)生很大的直流分量,造成磁路飽和,因此全橋電路應(yīng)注意避免電流直流分量的產(chǎn)生,也可在一次側(cè)回路串聯(lián)一個(gè)電容,以阻斷直流電流。為了避免同一側(cè)半橋中上下兩開關(guān)同時(shí)導(dǎo)通,每個(gè)開關(guān)的占空比不能超過 50%,還應(yīng)留有裕量。

 

輸出電壓
濾波電感電流連續(xù)時(shí)
 
Uo/Ui=(N2/N1)*(2ton/T)
 
輸出電感電流不連續(xù)時(shí),輸出電壓 Uo 將大于上式的計(jì)算值,并隨負(fù)載減小而升高,在負(fù)載為零的極限情況下
 
Uo=(N2/N1)*Ui
 
 
NO.3
推挽電路的基本電路拓?fù)淙缦拢?/div>
 
 
推挽電路中兩個(gè)開關(guān) S1 和 S2 交替導(dǎo)通,在繞組 N1 和 N1'兩端分別形成相位相反的交流電壓。
 
S1 導(dǎo)通時(shí),二極管 VD1 處于通態(tài),電感 L 的電流逐漸上升,S2 導(dǎo)通時(shí),二極管 VD2 處于通態(tài),電感 L 電流也逐漸上升。當(dāng)兩個(gè)開關(guān)都處于關(guān)斷時(shí),VD1 和 VD2 都處于通態(tài),各分擔(dān)一半的電流,S1 和 S2 斷態(tài)時(shí)承受的峰值電壓均為 2 倍 Ui。
 
工作波形如下:
 
 
如果 S1 和 S2 同時(shí)導(dǎo)通,就相當(dāng)于變壓器一次側(cè)繞組短路,因此應(yīng)該避免此情況發(fā)生,每個(gè)開關(guān)各自的占空比不能超過 50%,還要充分考慮死區(qū)時(shí)間。
 
輸出電壓
當(dāng)濾波電感 L 的電流連續(xù)時(shí)
 
Uo/Ui=(N2/N1)*(2ton/T)
 
輸出電感電流不連續(xù)時(shí),輸出電壓 Uo 將大于上式的計(jì)算值,并隨負(fù)載的減小而升高,在負(fù)載為零的極限情況下
 
Uo=(N2/N1)*Ui
 
最后附上幾種電路拓?fù)鋬?yōu)缺的對比
 
 

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公眾號“功率半導(dǎo)體那些事兒”主筆,熱衷于功率半導(dǎo)體行業(yè),并且從事相關(guān)工作,喜歡關(guān)于相關(guān)行業(yè)的各種信息,知識和應(yīng)用。珍惜時(shí)光,自由在高處。