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文檔簡介
Word單端正激變換器的工作原理
01帶隔離變壓器(DC)-DC
前面介紹了四種基本的非隔離DC-DC變換器結(jié)構(gòu),它們有一個(gè)共同點(diǎn)就是輸入輸出存在直接的(電氣)連接,然而在實(shí)際應(yīng)用中,由于電壓等級變換、安全、系統(tǒng)串并聯(lián)等原因,需要進(jìn)行輸入和輸出的電氣隔離。在基本的非隔離DC-DC變換器(如Buck、Boost、Buck-Boost和Cuk變換器)中加入變壓器,就可以派生出帶隔離變壓器的DC-DC變換器。比如,Buck變換器可以派生出單端正激變換器、橋式變換器、電壓型推挽變換器等;Boost變換器可以派生出(電流)型推挽變換器等;Buck-Boost變換器可以派生出單端反激變換器等。
在DC-DC變換器中,變壓器的作用主要是隔離,一定情況下也能起到變壓的作用。應(yīng)用在隔離DC-DC變換器中的變壓器是高頻變壓器,(工作原理)與其他類型的隔離變換器不同,變壓器鐵芯必須加氣隙。關(guān)于變壓器的設(shè)計(jì),是一個(gè)重要又復(fù)雜的過程。
今天,我們主要來聊聊單端正激變換器,所謂的單端變換器,是指變壓器磁通僅在單方向變換的變換器。
02單端正激(ForwardConver(te)r)
單端正激變換器由Buck變換器派生而來。如下圖
這是Buck變換器的拓?fù)鋱D,在虛線位置插入一個(gè)隔離變壓器,便可以得到單端正激變換器,如下圖:
當(dāng)開關(guān)管T閉合時(shí),工作狀態(tài)如下圖:
根據(jù)圖中的同名端表示,可以知道變壓器副邊也流過電流,D1導(dǎo)通,D2截止,電感電壓為正,變壓器副邊的電流線性上升。在Dc*Ts期間,電感電壓為
當(dāng)開關(guān)管T關(guān)斷時(shí),工作狀態(tài)如下圖:
變壓器副邊沒有電流流過,負(fù)載電流經(jīng)反并聯(lián)(二極管)D2續(xù)流,在(1-Dc)*Ts期間,電感電壓為負(fù),電流線性下降
uL=-Uo
在穩(wěn)態(tài)時(shí),電感電壓在一個(gè)周期內(nèi)積分為零,因此
得到
由上式可見,單端正激變換器的電壓增益與開關(guān)導(dǎo)通占空比成正比,這和Buck變換器類似,不同的是比后者多了一個(gè)變壓器的變比。
在上邊分析電壓增益時(shí)考慮的是電感電壓在一個(gè)周期內(nèi)累積為零的關(guān)系,前面的分析中我們也有從電感電流或者電感磁通的角度出發(fā),這三者的本質(zhì)是一樣的,都是電感磁芯中的磁通平衡。
工作中我接觸的基本都是反激式變換器,正激式的沒接觸到過,今天我們知識簡
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