正激電路原理課件

正激電路原理課件匯報(bào)人：23目錄02單管正激電路原理及實(shí)現(xiàn)01正激電路基本概念與特點(diǎn)03雙管正激電路原理及實(shí)現(xiàn)04磁芯復(fù)位技術(shù)詳解與實(shí)踐05串并組合變換器原理與應(yīng)用06正激電路故障診斷與性能優(yōu)化01正激電路基本概念與特點(diǎn)Chapter正激電路定義正激電路是一種磁耦合電路，其變壓器一次側(cè)和二次側(cè)繞組在開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)傳遞能量。正激電路工作原理當(dāng)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，變壓器一次側(cè)繞組產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，從而將電能傳遞給二次側(cè)；當(dāng)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，變壓器通過(guò)磁芯復(fù)位，保持磁通平衡。正激電路定義及工作原理只有一個(gè)開(kāi)關(guān)管，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，但變壓器利用率低。單端正激電路具有兩個(gè)開(kāi)關(guān)管，變壓器利用率高，但電路復(fù)雜，成本高。雙端正激電路使用兩個(gè)開(kāi)關(guān)管，變壓器利用率高，適用于大功率場(chǎng)合。推挽正激電路正激電路拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)分類010203正激DC/DC變換器具有高效率、高可靠性、輸入輸出電氣隔離、電壓調(diào)節(jié)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)勢(shì)正激DC/DC變換器廣泛應(yīng)用于分布式電源系統(tǒng)、電動(dòng)汽車充電站、太陽(yáng)能逆變器等領(lǐng)域。應(yīng)用正激DC/DC變換器優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用磁芯復(fù)位技術(shù)重要性磁芯復(fù)位技術(shù)常見(jiàn)的磁芯復(fù)位技術(shù)包括有源復(fù)位和無(wú)源復(fù)位兩種。有源復(fù)位需要額外的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，但可以實(shí)現(xiàn)快速?gòu)?fù)位；無(wú)源復(fù)位則依靠電路本身的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)位，但復(fù)位速度較慢。磁芯復(fù)位的作用磁芯復(fù)位是正激電路工作的關(guān)鍵，它保證變壓器在開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)磁通能夠迅速歸零，從而避免變壓器飽和。02單管正激電路原理及實(shí)現(xiàn)Chapter由輸入濾波電容、變壓器、輸出整流二極管和濾波電感組成。單管正激電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變壓器實(shí)現(xiàn)電壓升降和隔離，整流二極管將變壓器次級(jí)電壓整流成直流，濾波電感減小輸出紋波。關(guān)鍵元件功能與作用通過(guò)磁耦合實(shí)現(xiàn)輸入與輸出的電氣隔離。變壓器耦合方式單管正激電路基本結(jié)構(gòu)工作過(guò)程與波形分析輸入電壓通過(guò)變壓器初級(jí)線圈，產(chǎn)生磁通變化，次級(jí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，整流二極管導(dǎo)通，輸出電壓上升。開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通階段變壓器初級(jí)線圈電流截止，次級(jí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)反向，整流二極管截止，輸出電壓由濾波電感維持。開(kāi)關(guān)管關(guān)斷階段開(kāi)關(guān)管電壓、電流波形，變壓器初、次級(jí)電壓波形，整流二極管電壓、電流波形，以及輸出電壓波形。關(guān)鍵波形及其意義設(shè)計(jì)要點(diǎn)與參數(shù)選擇變壓器設(shè)計(jì)確定變壓器匝數(shù)比、磁芯材料和尺寸，以滿足輸入輸出電壓和功率要求。輸出整流二極管選擇根據(jù)輸出電壓和電流選擇合適的整流二極管，避免二極管反向擊穿。濾波電感設(shè)計(jì)根據(jù)輸出紋波要求選擇合適的濾波電感值，以減小輸出電壓波動(dòng)。開(kāi)關(guān)管選擇與驅(qū)動(dòng)選用合適的開(kāi)關(guān)管，確保開(kāi)關(guān)速度快、損耗小，同時(shí)設(shè)計(jì)合理的驅(qū)動(dòng)電路。實(shí)例：?jiǎn)喂苷る娫丛O(shè)計(jì)輸入電壓范圍確定電源的輸入電壓范圍，以便選擇合適的變壓器和開(kāi)關(guān)管。02040301濾波電感與電容選擇根據(jù)輸出紋波要求選擇合適的濾波電感值和電容容量，以減小輸出電壓波動(dòng)。輸出電壓與電流根據(jù)負(fù)載需求確定輸出電壓和電流，從而確定變壓器匝數(shù)比和整流二極管規(guī)格。保護(hù)電路與措施設(shè)計(jì)過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)等電路，確保電源安全可靠運(yùn)行。03雙管正激電路原理及實(shí)現(xiàn)Chapter主電路包括兩個(gè)開(kāi)關(guān)管Q1和Q2、輸入電源Vin、輸出負(fù)載RL、輸出電感L1和L2、輸出電容C1和C2等元件。變壓器實(shí)現(xiàn)輸入與輸出之間的電氣隔離，并傳遞能量。保護(hù)電路包括過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)等，以保護(hù)電路在異常情況下不被損壞?？刂齐娐酚沈?qū)動(dòng)電路、振蕩器、脈寬調(diào)制器等組成，用于控制開(kāi)關(guān)管Q1和Q2的導(dǎo)通與截止。雙管正激電路基本結(jié)構(gòu)01020304輸入電壓范圍選擇磁芯材料為PC40，骨架尺寸為EE25，原副邊匝數(shù)比為10:1，氣隙為0.5mm。變壓器設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)管選擇Vin=18-36V，輸出電壓Vout=12V，輸出電流Iout=5A。采用SG3525作為PWM控制器，實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)制，控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通與截止。同時(shí)設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路，保證開(kāi)關(guān)管的快速開(kāi)通與關(guān)斷。選擇耐壓值為500V、電流為10A的MOSFET作為開(kāi)關(guān)管Q1和Q2。實(shí)例：雙管正激電源設(shè)計(jì)控制電路設(shè)計(jì)04磁芯復(fù)位技術(shù)詳解與實(shí)踐Chapter通過(guò)輔助磁通繞組來(lái)產(chǎn)生復(fù)位磁通，從而抵消主磁通，實(shí)現(xiàn)磁芯復(fù)位。輔助磁通繞組的基本原理根據(jù)磁芯的磁化曲線和復(fù)位要求，計(jì)算輔助磁通繞組的匝數(shù)和電流。輔助磁通繞組的設(shè)計(jì)方法適用于正激電路中的磁芯復(fù)位，特別是在高壓、大功率場(chǎng)合。輔助磁通繞組的應(yīng)用場(chǎng)景輔助磁通繞組復(fù)位方法010203利用LCD緩沖網(wǎng)絡(luò)中的電容和電感產(chǎn)生諧振，使磁芯在諧振過(guò)程中實(shí)現(xiàn)復(fù)位。LCD緩沖網(wǎng)絡(luò)的基本原理根據(jù)電路的諧振頻率和磁芯的復(fù)位要求，選擇合適的電容和電感參數(shù)。LCD緩沖網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方法適用于正激電路中的磁芯復(fù)位，特別是在需要快速?gòu)?fù)位的場(chǎng)合。LCD緩沖網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場(chǎng)景LCD緩沖網(wǎng)絡(luò)復(fù)位原理及應(yīng)用RCD箝位復(fù)位電路設(shè)計(jì)技巧RCD箝位電路的基本原理利用電阻、電容和二極管等元件組成箝位電路，將磁芯復(fù)位電壓箝制在一定水平，從而實(shí)現(xiàn)磁芯復(fù)位。RCD箝位電路的設(shè)計(jì)方法根據(jù)磁芯的復(fù)位電壓和復(fù)位時(shí)間要求，選擇合適的電阻、電容和二極管等元件參數(shù)。RCD箝位電路的應(yīng)用場(chǎng)景適用于正激電路中的磁芯復(fù)位，特別是在需要精確控制復(fù)位電壓的場(chǎng)合。01有源箝位復(fù)位的基本原理通過(guò)有源電路控制磁芯復(fù)位電壓或電流，實(shí)現(xiàn)精確、快速的磁芯復(fù)位。有源箝位復(fù)位電路的設(shè)計(jì)方法根據(jù)磁芯的復(fù)位要求和電路特點(diǎn)，設(shè)計(jì)合適的有源箝位復(fù)位電路，包括控制電路和主電路。有源箝位復(fù)位的應(yīng)用場(chǎng)景適用于對(duì)磁芯復(fù)位有較高要求的正激電路，特別是在高精度、高穩(wěn)定性的場(chǎng)合。有源箝位復(fù)位策略及實(shí)現(xiàn)020305串并組合變換器原理與應(yīng)用Chapter基本結(jié)構(gòu)串聯(lián)組合變換器由多個(gè)變換器依次連接，輸入端與直流電源相連，輸出端與負(fù)載相連。電壓增益串聯(lián)組合變換器具有較高的電壓增益，能夠滿足高壓輸出的要求。電流應(yīng)力串聯(lián)組合變換器中的每個(gè)變換器都承受相同的電流應(yīng)力，有利于提高整體可靠性。缺點(diǎn)串聯(lián)組合變換器中的任意一個(gè)變換器發(fā)生故障，整個(gè)系統(tǒng)都會(huì)受到影響。串聯(lián)組合變換器基本結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)并聯(lián)組合變換器工作原理分析基本結(jié)構(gòu)并聯(lián)組合變換器由多個(gè)變換器并聯(lián)連接，共同承擔(dān)輸入功率，輸出端并聯(lián)連接負(fù)載。電流分配并聯(lián)組合變換器中的各個(gè)變換器平均分擔(dān)負(fù)載電流，能夠降低單個(gè)變換器的電流應(yīng)力。冗余性并聯(lián)組合變換器具有較強(qiáng)的冗余性，當(dāng)某個(gè)變換器出現(xiàn)故障時(shí)，其他變換器仍然可以正常工作。缺點(diǎn)并聯(lián)組合變換器需要解決均流問(wèn)題，避免某個(gè)變換器過(guò)載。根據(jù)電壓增益和電流應(yīng)力要求，合理設(shè)計(jì)變壓器匝數(shù)比和磁芯材料。根據(jù)輸出電壓和電流要求，選擇合適的電容類型和容量，保證系統(tǒng)穩(wěn)定性。電感用于平滑直流電流，需要根據(jù)負(fù)載電流和開(kāi)關(guān)頻率進(jìn)行設(shè)計(jì)。串并組合變換器中的功率器件發(fā)熱量大，需要進(jìn)行有效的散熱設(shè)計(jì)。串并組合變換器設(shè)計(jì)要點(diǎn)變壓器設(shè)計(jì)電容設(shè)計(jì)電感設(shè)計(jì)熱設(shè)計(jì)應(yīng)用于高壓輸出的電源模塊，通過(guò)串聯(lián)組合多個(gè)變換器實(shí)現(xiàn)高壓輸出。案例一應(yīng)用于大功率LED驅(qū)動(dòng)電源，通過(guò)并聯(lián)組合多個(gè)變換器實(shí)現(xiàn)大功率輸出和均流控制。案例二應(yīng)用于新能源汽車電池管理系統(tǒng)，通過(guò)串并組合變換器實(shí)現(xiàn)電池組的高壓輸出和均衡控制。案例三實(shí)例：串并組合變換器應(yīng)用案例01020306正激電路故障診斷與性能優(yōu)化Chapter常見(jiàn)故障類型及診斷方法檢查電路中的導(dǎo)線是否短路，特別是功率開(kāi)關(guān)管、變壓器和整流二極管等元件的引腳是否短路。短路故障檢查電路中的導(dǎo)線是否開(kāi)路，特別是功率開(kāi)關(guān)管、變壓器和整流二極管等元件的引腳是否連接正常。檢查電路是否受到電磁干擾，導(dǎo)致電路工作異常。開(kāi)路故障檢查電路中的元件是否失效，如電容器是否漏電、電阻是否變值、變壓器是否短路等。元件失效01020403干擾故障性能評(píng)估指標(biāo)與測(cè)試方法效率測(cè)量輸入功率與輸出功率之比，以評(píng)估電路的能量轉(zhuǎn)換效率。輸出電壓穩(wěn)定性測(cè)試電路在不同負(fù)載條件下的輸出電壓變化情況，以評(píng)估電路的穩(wěn)定性。紋波測(cè)量輸出電壓中的交流成分，以評(píng)估電路的濾波性能。過(guò)流保護(hù)測(cè)試電路在輸出短路或負(fù)載過(guò)大的情況下的保護(hù)能力。改進(jìn)電路結(jié)構(gòu)通過(guò)改進(jìn)電路結(jié)構(gòu)，如增加濾波電路、調(diào)整變壓器位置等方式，提高電路性能。考慮電磁兼容性在電路設(shè)計(jì)和布局時(shí)，充分考慮電磁兼容性，以減少電磁干擾對(duì)電路性能的影響。加強(qiáng)散熱措施加強(qiáng)電路中的散熱措施，如增加散熱器、風(fēng)扇等，以提高元件的散熱效率。合理選擇元