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回程转换器

30/11/2021, hardwarebee

的目的回程转换器就是把一种形式的电转换成另一种。反激变换器的设计类似于开关电源,将信号从交流转换为直流,从直流转换为直流。反激变换器应用了非线性开关电源的概念。反激式变换器设计的主要原理是使用反激式变压器来存储磁能并执行电感器的功能。本文的主要目的是介绍反激变换器的概念及其工作原理。

反激变换器基础知识

使用反激变换器的主要原因是通过在输出和输入中使用电隔离将电源从交流转换为直流。反激式变换器在电流流过电路时将能量存储在保留区中,并在电源被移除时释放功率。反激变换器如果与降压或升压变压器一起使用,则执行隔离开关变换器的操作。反激变换器可用于调节不同输入电压的多个输出电压。与其它开关电源电路相比,反激变换器的设计简单,不那么复杂。反激式变换器的设计使用开关的开/关动作,用“反激式”一词来说明。

反激变换器设计

下面是反激变换器的电气元件的通用设计

  • 回扫变压器
  • 开关
  • 整流器
  • 过滤器
  • 控制装置

反激变换器设计中使用控制装置的目的是驱动开关并实现调节功能。使用ON和OFF开关的主要目的是对变压器进行磁化或消磁。在反激变换器中,场效应晶体管或MOSFET或基本晶体管执行开关功能。

图1:反激变换器设计

反激变换器中使用整流器的目的是校正二次绕组的电压,从而产生脉动直流输出。整流器还具有将负载与变压器绕组断开的功能。电容器过滤整流输出电压,并根据所需的应用增加直流输出电平。反激变压器存储磁能,在反激电路中起电感的作用。反激式变压器的设计采用两个耦合电感作一次绕组和二次绕组。反激变压器的工作频率接近50KHz。

设计计算

反激变换器的设计计算是通过计算匝数比、占空比、一次电流和二次电流来完成的。匝数比对一次、二次绕组电流和占空比有影响。

工作原理

反激式变换器是基于开关模式电源(SMPS)模式工作的。当开关处于ON位置时,从输入到负载没有能量流动。一次绕组将在这种情况下储存能量,漏极电压为零。能量以磁感应的形式储存在变压器中,电流电平的上升是线性的,二极管在反偏状态下工作。在这种情况下,将有电流流在二次绕组电容器用于输出存储全部能量。

当开关处于OFF位置时,由于磁场的改变和极性的改变,从输入端到负载端有能量流动。在这种情况下,整流过程也开始,电压被整流。在这种情况下,会有能量流从核心到负载,它将被纠正。该过程持续到全部能量耗尽或开关定位回ON状态。

反激变换器拓扑

反激式变换器拓扑结构的优点是易于适应,灵活,用于SMPS(开关模式电源)设计。此外,反激变换器的拓扑结构具有非常好的性能特点,为许多应用提供了优势。

反激变换器拓扑结构的性能特征如下所示。

图2:反激拓扑性能特征

反激变换器的输出电压是通过调节一次绕组的开/关动作来调节的。变压器的额外绕组将用于隔离输入和输出。

反激拓扑SMPS

反激式SMPS的拓扑结构需要较少的组件来实现。反激式SMPS的拓扑操作可用于交流或直流源,并在其电路中使用MOSFET。反激式SMPS的拓扑操作取决于MOSFET的位置。反激式SMPS的拓扑工作在连续或中断模式。

图3:反激式拓扑SMPS

SMPS反激变压器设计

SMPS反激变压器具有成本低、效率好、设计简单等优点,是目前常用的设计方法。SMPS反激变压器的设计也隔离了变压器的一次和二次绕组。

图4:变压器开关为ON

SMPS反激式变压器设计的优点是电流不会同时流过一次绕组和二次绕组。

图5:变压器开关为OFF

SMPS反激变压器设计中的重要参数包括最大输出负载电压、工作范围、输入和输出电压范围、功率输送能力和反激循环特性。

应用程序

以下是反激变换器的重要应用:

  1. 反激式变换器应用于电视机和个人电脑,功率低至250W
  2. 反激式变换器用于PC机的备用电源。
  3. 反激变换器用于隔离门驱动电路
  4. 反激变换器也用于多输入输出电源和高压电源,包括CRT等。
  5. 反激变换器广泛应用于手机和手机充电器。
  6. 反激式变换器应用于需要低功率但高电压增益的设备

利与弊

反激变换器的重要优点是减少了开关/无源元件的数量。此外,反激变换器提供了更高的电压增益。

以下是反激变换器应用的缺点:

  • 反激变换器需要额外的缓冲电路来克服电感的漏电流
  • 在反激变换器中,输出电容的有效值较高
  • 反激变换器效率低,是一种脉动源电流

引用:

[1]Coruh, N., Urgun, S., & Erfidan, T.(2010, 6月)。反激变换器的设计与实现。在2010第五届IEEE工业电子及其应用会议(页1189 - 1193)。IEEE。

张敏婷,约万诺维奇,李富昌(1998)。反激式变流器同步整流的设计考虑和性能评估。IEEE电力电子学汇刊13(3), 538 - 546。

[3]阿德拉尼亚,C.(2003)。基于L6561设计了高功率因数反激变换器的方程。应用说明AN1059, ST

[4], C。史密斯,M,斯梅德利,k . M。&王,k(2001)。反激式变流器的交叉调节:解析模型和解。IEEE电力电子汇刊16(2), 231 - 239。

[5]沃森,R.,李,F. C.和华,G. C.(1996)。利用有源箝位电路实现反激变换器的软开关。IEEE电力电子汇刊11(1), 162 - 169。

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