單端反激式開關(guān)電源的恒壓輸出條件及實驗驗證-設(shè)計應(yīng)用

精品文檔-下載后可編輯單端反激式開關(guān)電源的恒壓輸出條件及實驗驗證-設(shè)計應(yīng)用1.單端反激式開關(guān)電源的工作原理

1.1原理框圖

圖1為原理框圖，輸入的交流電壓經(jīng)過整流濾波后，得到直流電壓，由驅(qū)動電路驅(qū)動反激功率變換電路，將脈動直流電壓轉(zhuǎn)換為高頻交流方波電壓，通過高頻變壓器耦合到次級，經(jīng)整流濾波就得到需要的直流電壓。電壓的穩(wěn)定調(diào)節(jié)由輸出取樣，脈寬控制電路及驅(qū)動電路等組成的反饋系統(tǒng)完成，將脈動直流電壓轉(zhuǎn)換為高頻交流方波電壓，通過高頻變壓器耦合到次級，經(jīng)整流濾波就得到需要的直流電壓。電壓的穩(wěn)定調(diào)節(jié)由輸出取樣，脈寬控制電路及驅(qū)動電路等組成的反饋系統(tǒng)完成。

圖1原理框圖

1.2功率變換主電路

圖2為功率變換主電路，當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通期間，在變壓器的初級加上了一個電壓，其大小等于電源電壓，忽略開關(guān)管的飽和電壓降，在次級則感應(yīng)出一個電壓。由于次級感應(yīng)電壓的極性在二極管的正極為負，所以在次級沒有電流流過，電源供給變壓器的能量儲存在變壓器原邊電感中。在開關(guān)管截止時，變壓器的初級形成一個反壓，為上負下正，同時在次級形成一個感應(yīng)電壓，使二極管導(dǎo)通，供給負載電流，并對電容充電，變壓器原邊的儲能轉(zhuǎn)移到負邊從而得到釋放。當(dāng)開關(guān)管重新導(dǎo)通時，負載電流由電容來提供，同時變壓器原邊重新儲能，如此反復(fù)輸出電壓的大小由輸入輸出匝比、占空比和輸入電壓來決定。

圖2功率變換主電路工作原理圖

1.3基本關(guān)系式

2.工作狀態(tài)的討論

由式（3）可知，該電路可分為兩種工作狀態(tài)：

A狀態(tài)（恒壓輸出型）：在截止終止時iL2大于零，即：

其波形如圖3。

開關(guān)管導(dǎo)通時變壓器的磁通量增量為：

開關(guān)管截止時變壓器的磁通量減少量為：

當(dāng)電路進入穩(wěn)態(tài)時：

B狀態(tài)（恒流工作型）：在截止終止時iL2等于零，即：

其波形如圖4所示：

比較（8）式和（10）式可以看出，在狀態(tài)A下，輸出電壓U2與負載無關(guān)，也就是說，不隨負載變化在B狀態(tài)下，由（10）式所決定的輸出電壓U2與負載RL的平方根成正比。所以A狀態(tài)屬于恒壓輸出型。

再看（9）、（10）式，在A狀態(tài)下，輸出電流IL與RL成反比，而在B狀態(tài)下，IL和√RL成反比。在同樣條件下，由△RL引起的△IL的變化在B狀態(tài)下要比在A狀態(tài)下小些，所以狀態(tài)屬于恒流工作型。

3.恒壓輸出的條件

恒流輸出的條件是：

由（13）式可以看出，只要初級電感幾滿足上面不等式，就可保證電路工作在恒壓輸出狀態(tài)。

4.結(jié)論

我們根據(jù)恒壓輸出的條件實際設(shè)計了一工作在恒壓狀態(tài)的單端反激式開關(guān)電源，其測得的驅(qū)動波形如圖4，主變壓器的原邊電流波形如圖所示，