双开关正激转化器原理介绍及其使用规划

时间: 2024-02-05 13:24:14 |   作者: 产品展示

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  的长处包括只需单颗接地参阅晶体管,及非脉冲输出电流减小输出电容的均方根纹波电流含量等。但这种转化器的功率才能小于半桥或全桥拓扑结构,且变压器需求磁芯复位,使这种转化器的最大占空比约束在约50%。此外,金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)的漏电压改变达输入电压的两倍或更多,使这种拓扑结构较难于用在较高输入电压的

  正激转化器中,变压器的磁芯单方向磁化,在每个开关周期都需求采纳对应的办法来使磁芯复位到初始值,不然励磁电流会在每个开关周期增大,阅历几个周期后会使磁芯饱满,损坏开关器材。相对而言,如果有磁芯复位,电流就不会在每个开关周期增大,电压会依据励磁电感(Lmag)反相并使磁芯复位。图1以单开关正激转化器为例,扼要比照了无磁芯复位与有磁芯复位的电路图及励磁电感电流波形。

  有3种常见的规范磁芯复位技能,分别是三次绕组,电阻、电容、二极管(RCD)钳位和双开关正激。三次绕组磁芯复位技能的电路示意图拜见图1b),这种技能可供给大于50%的占空比,但开关Q1的峰值电压或许大于输入电压的2倍,并且变压器有三次绕组,使变压器结构更杂乱。RCD钳位磁芯复位技能也能使占空比大于50%,但需求写等式和仿真,以查验复位的正确性,让规划进程更杂乱。RCD钳位技能的本钱比三次绕组技能低,但由于复位电路中的钳位电阻耗费能量,影响了电源转化功率。

  与前两种磁芯复位技能比较,双开关正激更易于完成,并且开关Q1上的峰值电压等于输入电压,降低了开关所接受的电压应力。这种技能需求额定的MOSFET (Q2)和高端驱动器,且需求2个高压低功率二极管(D3和D4),拜见图2。双开关正激技能的每个开关周期包括3步:第1步,开关Q1、Q2及二极管D1导通,二极管D2、D3及D4封闭;第2步,开关Q1、Q2及二极管D1封闭,而二极管D2、D3及D4导通;第3步,开关Q1、Q2及二极管D1依然封闭,二极管D2依然导通,而二极管D3及D4则封闭。

  当然,选用这种技能后,转化器就成了双开关正激转化器,它不同于单开关正激转化器,不需求特别的复位电路就可以确保牢靠的变压器磁芯复位,牢靠性高,合适更高功率等级。

  NCP1252是安森美半导体新推出的一款改进型双开关正激转化器,合适于核算机ATX电源、沟通适配器、UC38XX代替及其它任何要求低待机能耗的使用,相关能效测验成果将在后文提及。这器材也是一种固定频率控制器,带跳周期形式,可供给真实的空载作业。此外,NCP1252具有可调理开关频率,增强规划灵活性;还带有闩锁过流维护功用,可接受暂时的过载。其它特性还包括可调理软发动时长、内部斜坡补偿、自恢复输入欠压检测等。

  NCP1252与市场上不含输入欠压检测 、软发动及过载检测的UC384x系列器材比较,供给这系列器材所不包括的这些功用(额定完本钱钱为0.07美元),削减相关本钱并提高牢靠性。

  为了恰当地磁芯复位,需求极小的励磁电流来对绕组电压反相。依据经历规律,励磁电流为初度峰值电流(Ip_pk)的10%。其间,Ip_pk取值0.94,这数值的核算进程拜见后文。变压器励磁电感的核算见等式(4):

  首要挑选交越频率(fC)。因开关噪声原因,fC大于10 kHz时要求无噪声布线,难于规划。故不推荐在较高的频率交越,直接选定fC为10 kHz。

  咱们挑选的是2颗松下FM系列的1,000 F@16 V电容。从电容规范中解分出:

  这里有一个经历规律,便是挑选等式(6)核算出来的值一半的等效串联电阻(ESR)电容:RESR,max = 22 mW @ 0 ℃。这个规矩考虑到了电容工艺改变,以及留出一些电源在极低环境和温度条件下发动作业时的裕量。

  对等式(9)进行转化,就可以取得等式(10),终究咱们终究挑选27 H的规范值。

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