有多種電路或方法可用于構(gòu)建開關(guān)模式電源(SMPS)。SMPS用于從未穩(wěn)壓直流電源產(chǎn)生受控和隔離的直流電壓。正激式轉(zhuǎn)換器電路類似于反激式轉(zhuǎn)換器電路,但它比反激式轉(zhuǎn)換器電路更有效。正激式轉(zhuǎn)換器主要用于需要更高功率輸出(在100至200瓦范圍內(nèi))的應(yīng)用。
正激轉(zhuǎn)換器基本上是一個集成了變壓器的DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器。如果變壓器有多個輸出繞組,您甚至可以增加或減少輸出電壓。它還為負載提供電氣隔離。
正激變換電路由具有高速開關(guān)裝置的控制電路、初級側(cè)連接到控制電路的變壓器和次級側(cè)連接到濾波電路的變壓器組成。變壓器次級繞組的整流輸出連接到負載。
根據(jù)上面的框圖,當開關(guān)導通時,輸入施加到變壓器的初級繞組,并在變壓器的次級繞組處出現(xiàn)電壓。因此,變壓器繞組的點極性為正,因此二極管D1正向偏置。然后,變壓器的輸出電壓被饋送到連接到負載的低通濾波電路。當開關(guān)關(guān)閉時,變壓器繞組中的電流降至零(假設(shè)變壓器是理想的)。
正激式和反激式轉(zhuǎn)換器的區(qū)別
S. 否。 | 正激轉(zhuǎn)換器 | 反激式轉(zhuǎn)換器 |
1. | 變壓器隔離降壓轉(zhuǎn)換器 | 本質(zhì)上是一種降壓-升壓拓撲 |
2. | 需要另外一個輸出電感器 | 不需要 |
3. | 需要復位電路 | 不需要 |
4. | 無需輸出電容 | 必填 |
5. | 更節(jié)能 | 低于正激轉(zhuǎn)換器 |
6. | 比反激式轉(zhuǎn)換器貴 | 與正激轉(zhuǎn)換器相比更便宜 |
7. | 當晶體管打開時將能量存儲在電感器中,并在晶體管關(guān)閉時傳輸存儲的能量 | 正激變換器的變壓器不儲存能量 |
正激式轉(zhuǎn)換器電路圖
正激變換電路的工作原理
模式 I:供電模式
當晶體管處于ON狀態(tài)時,正激轉(zhuǎn)換器據(jù)說處于上電模式。在這種情況下,電源電壓連接到變壓器的初級側(cè)繞組,二極管D1在此條件下也正向偏置。二極管D2在這種情況下不會導通,因為它將保持反向偏置。當晶體管處于導通狀態(tài)時,兩個繞組同時開始導通。變壓器二次側(cè)的輸出取決于變壓器的匝數(shù)比(Np / Ns)。并且,該輸出電壓施加到由L-C濾波器組成的次級電路。如果是理想的變壓器,負載處的最大接收輸出電壓為:
(Ns / Np) * Edc
其中,Edc 是輸入電源電壓
Np 是否定的。初級繞組數(shù)量
Ns 不是。次級繞組數(shù)量
模式II:續(xù)流模式
當晶體管處于關(guān)斷狀態(tài)時,正激轉(zhuǎn)換器表示處于續(xù)流模式。當晶體管關(guān)閉時,變壓器繞組的電流降至零(理想情況下)。在這種情況下,D1將被反向偏置,因此將電路的輸出部分與變壓器和輸入分開。然而,次級側(cè)的電感保持連續(xù)的電流流過續(xù)流二極管D2。當輸入分離時,輸入端沒有功率流,但負載電壓仍由充電電容和電感保持幾乎恒定。電感和電容器中存儲的能量緩慢消散到負載中。在完全耗散之前,晶體管再次導通以結(jié)束續(xù)流模式,并將負載電壓的大小保持在所需的容差范圍內(nèi)。仿真上述電路后,我們將得到如下所示的輸出波形:
正激式轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率在 100 kHz 或更高的范圍內(nèi)。
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