詳細(xì)經(jīng)典的正激變換器工作原理

優(yōu)選詳細(xì)經(jīng)典的正激變換器工作原理Ppt正激變換器1當(dāng)前1頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器2Forwardconverter(正激變換器)Forwardconverter是在Buckconverter中插入一個(gè)transformer得到的.特點(diǎn):1.電路比較簡(jiǎn)單,銅耗較低;2.輸出電壓電流紋波較小;3.變壓器磁芯單邊磁化;4.開關(guān)管峰值電流較低;5.變壓器是個(gè)純粹的變壓器;6.變壓器鐵芯不必加氣隙;但在有的鐵芯中為了減少Br,需加很小的氣隙.一,基本電路電感不能省去磁能量在磁場(chǎng)中而不是在去磁線圈的電流里關(guān)斷時(shí)的電流與關(guān)斷時(shí)去磁回路的電流不等，因?yàn)槟芰肯嗟榷褦?shù)不一樣當(dāng)前2頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器3二,基本工作原理QturnedONBrBSB=Bmax-BrImIm(max)當(dāng)前3頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器4二,基本工作原理(續(xù))[0,Ton]QturnedON當(dāng)前4頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器5二,基本工作原理(續(xù))[Ton,Tr]QturnedOFF復(fù)位繞組的電壓為:原副邊繞組上的電壓為:WhereK13=W1/W3,K23=W2/W3當(dāng)前5頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器6二,基本工作原理(續(xù))[Ton,Tr]QturnedOFFQ上的電壓:Vin反向加在復(fù)位繞組W3上,故磁通減小:WhereDR=(Tr-Ton)/Ts當(dāng)前6頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器7二,基本工作原理(續(xù))[Tr,Ts]QturnedOFFQoff,&resetQ上的電壓:勵(lì)磁電流iM從W1轉(zhuǎn)移到W3上后,減小到零:到Tr時(shí)刻后,所有繞組中電流為零,電壓也為零.當(dāng)前7頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器8三.輸入端電流電壓關(guān)系UP,IP(1)由(1)得(2)(3)當(dāng)前8頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器9US,IS四.輸出端電流電壓關(guān)系(4)由(4)得,(5)(6)當(dāng)前9頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器10五.磁通復(fù)位的關(guān)系BrBSB=Bmax-BrImIm(max)同理，可得因?yàn)榇磐◤?fù)位，有(7)(6‘)(6“)where當(dāng)前10頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器11五.磁通復(fù)位的關(guān)系(續(xù))BrBSB=Bmax-BrImIm(max)UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQDRQ關(guān)斷時(shí),開關(guān)管上的耐壓為復(fù)位線圈箝位二極管的反向承壓為考慮Q的耐壓和變壓器窗口的利用率,因此,一般復(fù)位繞組NR取NP一樣.即當(dāng)前11頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器12最大占空比限制當(dāng)前12頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器13六,原副邊電流的關(guān)系UPUSVoutVinCfLfNPNSNRBrBSB=Bmax-BrImIm(max)同理，可得由(8),(9)和(5)可得到(8)(9)電感Lf上的電流平均值為輸出電流Iout.即(10)(11)1,副邊電流當(dāng)前13頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器14六,原副邊電流的關(guān)系LfVoutVinUPUSCfNPNSNRBrBSB=Bmax-BrImIm(max)(14)(12)(13)由(6‘)和(12)可得原邊電流最大值2,原邊電流當(dāng)前14頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器15七.元器件的選擇BrBSB=Bmax-BrImIm(max)UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQQ所承受的電壓為1.開關(guān)器件QQ所流過的最大電流為(15)(16)當(dāng)前15頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器16七.元器件的選擇1.開關(guān)器件QIPLiPLiMUPUSVoutVinCfLfNPNSNRQ當(dāng)前16頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器17七.元器件的選擇UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D22.整流二極管D1,D2,DRD1所承受的電壓為D1所流過的最大電流為(17)(18)當(dāng)前17頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器18七.元器件的選擇UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D22.二極管D1,D2,DRD2所承受的電壓為D2所流過的最大電流為(19)(20)注意：N的下標(biāo)當(dāng)前18頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器19七.元器件的選擇2.二極管D1,D2,DRDR所承受的電壓為DR所流過的最大電流為(21)(22)UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D2當(dāng)前19頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器20七.元器件的選擇UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D2IoutiLfVoppVoutC所承受的電壓為Cf的容量(23)(24)3.濾波電容Cf假定電感上的電流連續(xù).事實(shí)上,在設(shè)計(jì)電感時(shí)必須滿足電流連續(xù)這一條件.當(dāng)前20頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器21七.元器件的選擇UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D2IoutiLfVoppVout(25)3.濾波電容Cf把(9)式代入(24),有當(dāng)前21頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器22七.元器件的選擇UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D2iLfA,Lf電感量的確定4.濾波電感Lf的設(shè)計(jì)電感量大,對(duì)平滑輸出電流電壓有好處,同時(shí)減小了變壓器的銅耗;但電感器體積和重量增加,且Q,和D1的開通損耗,D2的反向恢復(fù)損耗增大.電感量小,輸出電流電壓的紋波增加,變壓器的銅耗增加些;但電感器體積和重量減小,且Q,和D1的開通損耗,D2的反向恢復(fù)損耗也降低了.為此,一般取電感量Lf為額定電流臨界連續(xù)的電感量Lfmin的1.3倍.(26)當(dāng)前22頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器23七.元器件的選擇UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D2iLfA,Lf電感量的確定(續(xù))4.濾波電感Lf的設(shè)計(jì)(27)(28)當(dāng)前23頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器24UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D2iLf七.元器件的選擇4.濾波電感Lf的設(shè)計(jì)B.選定磁芯材料和型式---B,Bm根據(jù)工作頻率,磁化形式,傳輸功率,線圈繞組的繞制等要求,以及磁芯的磁化曲線,供貨情況等來(lái)確定磁芯材料.C.確定磁芯型材的大小---Ae,AW,lm由電流密度參數(shù)法,有(29)一般取0.4此頁(yè)之后的內(nèi)容在講完變壓器電抗器設(shè)計(jì)之后才細(xì)講。當(dāng)前24頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器25七.元器件的選擇UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D2(30)4.濾波電感Lf的設(shè)計(jì)iLf當(dāng)前25頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器26七.元器件的選擇UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D24.濾波電感Lf的設(shè)計(jì)D.根據(jù)電流大小和選定磁芯確定電感線圈匝數(shù)NL由磁鏈公式,可得(31)當(dāng)前26頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器27七.元器件的選擇UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D24.濾波電感Lf的設(shè)計(jì)E.根據(jù)電流大小確定氣隙長(zhǎng)度lg由kirchhoff磁壓定律:得(32)當(dāng)前27頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器28七.元器件的選擇UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D2進(jìn)而,有最后可得(33)4.濾波電感Lf的設(shè)計(jì)E.根據(jù)電流大小確定氣隙長(zhǎng)度lg(續(xù))由磁鏈公式,可得,當(dāng)前28頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器29七.元器件的選擇UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D24.濾波電感Lf的設(shè)計(jì)E.根據(jù)電流大小確定氣隙長(zhǎng)度lg(續(xù))或直接由(32)式計(jì)算,可得(34)當(dāng)前29頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器30七.元器件的選擇UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D25.變壓器的設(shè)計(jì)A.選定磁芯材料和型式---根據(jù)工作頻率,磁化形式,傳輸功率,線圈繞組的繞制等要求,以及磁芯的磁化曲線,供貨情況等來(lái)確定磁芯材料.B.確定磁芯型材的大小---Ae,AW,lm由電流密度參數(shù)法,有(35)當(dāng)前30頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器31七.元器件的選擇5.變壓器的設(shè)計(jì)UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D2where(36)取NP=NR,故kp=kR當(dāng)前31頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器32七.元器件的選擇UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D2(39)中的PM與Pin相比很小時(shí),為計(jì)算方便,PM可忽略5.變壓器的設(shè)計(jì)令(39)(37)(38)(38‘)當(dāng)前32頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器33七.元器件的選擇UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D25.變壓器的設(shè)計(jì)根據(jù)(39),確定磁芯的大小.于是得到Ae,AW,lmC.確定原副邊繞組和去磁繞組匝數(shù)---NP,NS,和NR由(2),(5)知,所以,有(40)于是由(36)可得,(41)(42)當(dāng)前33頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器34七.元器件的選擇5.變壓器的設(shè)計(jì)UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D2D.確定原副邊線圈導(dǎo)線截面---AP,AS由(3),(6)和(38‘),可得(43)(44)(45)當(dāng)前34頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器35七.元器件的選擇5.變壓器的設(shè)計(jì)E.關(guān)于變壓器磁芯氣隙問題BSBS磁場(chǎng)強(qiáng)度H或電流I沒有加氣隙的B-H曲線加氣隙后的B-H曲線BUPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D2當(dāng)前35頁(yè)，總共45頁(yè)。正激變換器36BSBS磁場(chǎng)強(qiáng)度H或電流I加氣隙后的B-H曲線B七.元器件的選擇5.變壓器的設(shè)計(jì)E.關(guān)于變壓器磁芯氣隙問題(續(xù))1)加氣隙后,能減小Br,對(duì)增加B有好處.但減小了激磁電感LP,也即增大了激磁電流;2)變壓器鐵芯不必加氣隙;當(dāng)鐵芯的磁滯回線Br較大時(shí),才考慮加很小的氣隙.UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD