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狙击手,开关电源钳位电路的作业原理及怎么用来进步开关电源功率-雷火电竞亚洲

admin 雷火电竞官网 2019-11-05 247 0

在规范反激式电源转换器中,变压器的漏电感会在初级侧MOFET 的漏极上发作电压尖峰。为避免这种尖峰,MOSFET一般需求一个钳位维护,如图1所示。但钳位维护中的功率损耗约束了反激转换器的功率。在电源技巧中,咱们来研究一下反激式电源转换器的两种不同结构,它们常常运用的钳位技能来收回走漏能量并进步功率。

图1大多数反激式转换器选用的钳位电路

钳位中的功率损耗与存储与电感的能量有关。当MOSFET导通时,变压器初级绕组中的电流逐步添加到峰值电流。当MOSFET关断时,能量经过变压器的次级绕组传递到输出端,走漏能量不经过变压器铁心耦合,因而它能够保留在初级侧并流入钳位。

重要的是要了解不只走漏能量在钳位中散失,磁化能量的一部分也是如此。

双开关反激是反激式转换器的常见变体,可收回走漏能量。图2是双开关反激的简化示意图。两个MOSFET与它们之间的初级绕组串联衔接,这两个MOSFET一起敞开或封闭。当它们接通时,初级绕组衔接到输入端,并通电至峰值电流。当它们封闭时,次级绕组将磁化能量传递给输出端,走漏能量经过D1和D2再循环回输入端。经过收回走漏能量,双开关反激式电池的功率高于单开关耗散型开关。

图2双开关反激收回钳位能量到输入

两个开关一起导通会抵消功率,因而传导损耗趋于添加,特别是在低输入电压运用中。走运的是,两个MOSFET的漏极——源极电压都会钳位到输入电压,因而与单开关反激式比较,您能够运用额外电压较低的MOSFET。一起,钳位电压的才能在高输入电压运用中也是有利的。

功率增益与漏电感与磁化电感的比率有关,一般约为2%。收回走漏能量除了进步功率之外还具有其他优点,例如在高功率反激式运用中(一般大于75W),钳位中的损耗会发作热办理,双开关反激式彻底消除了这种热源。

这种更高功率和改善的热功能的折衷是本钱和杂乱性的添加。不只需求额外的MOSFET;一起也需求高端MOSFET的阻隔驱动器。别的,需求设置变压器匝数比,使得输出电压小于最小输入电压。不然,输出电压将被钳位,变压器将无法正常复位。因而,双开关反激本质上限于最大50%的占空比。实际上,输出电压应该满足低于最小输入电压,以答应漏电感的快速复位。

图3中的电路显现了另一种收回走漏能量的办法,但运用的是单开关反激式。这种非耗费性钳位技能并不是新的,但它也不为人所熟知。但是它供给了许多与双开关反激式相同的优点。

图3一个简略的非耗散钳位添加到单开关反激式

完成此钳位需求在变压器的初级侧添加钳位绕组。该绕组有必要具有与初级绕组相同的匝数。添加一个钳位电容,衔接到MOSFET的漏极。钳位电容的另一端经过二极管D1钳位到输入电压,并经过二极管D2钳位到钳位绕组。

钳位绕组和D2将钳位电容两头的电压约束为等于输入电压的最大值,在主回路周围运用基尔霍夫电压规律时很明显,如图4所示。请注意,两个初级绕组电压彼此抵消,不管任何的极性或巨细。只要在两个绕组上运用相同的匝数时,此办法才有用。

图4钳位电容电压受输入电压的约束

要了解此钳位怎么作业,请考虑MOSFET封闭时会发作什么。当初级MOSFET关断时,漏电感中的电流流过钳位电容并使二极管D1正向偏置。当D1导通时,漏电感将在其两头的电压等于输入电压和反射输出电压之间的差值。一旦漏电感中的电流降至零,D1就会封闭。传递到钳位电容器的走漏能量暂时使钳位电容器上的电压略高于输入电压。当D1关断时,D2钳位经过变压器绕组中的耦合有用地将存储的电荷传输到输出侧。该钳位电路需求更少的元件,而且比双开关反激式元件廉价。就像双开关反激式相同,它能够进步几个百分点的功率,并消除与耗散走漏能量相关的热问题。该钳位电路还将占空比约束在最大值的50%。需求考虑的是电路需求一个更高电压的MOSFET,其额外输入电压有必要超越输入电压的两倍。与双开关反激比较,MOSFET的漏极上的较高电压也可能对电磁搅扰提出更多应战。

有源钳位反激是另一种版别的反激式收回漏电能量,一起能够供给零电压开关。有源钳位反激更杂乱,需求专用控制器。

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