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  • 整流输出半桥式变压器开关电源的工作原理与整流输出推挽式变压器开关电源的工作原理是非常接近的,只是变压器的激励方式与工作电源的接入方式有点不同。  其中,图1-43桥式整流输出和图1-44全波整流输出的双电容...
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  • 1、单端正激单端:通过一只开关器件单向驱动脉冲变压器.正激:其脉冲变压器的原/副边相位关系确保在开关管导通,驱动脉冲变压器原边时,变压器副边同时对负载供电。该电路的最大问题是:开关管T交替工作于通/断两...

    1、单端正激式

    单端:通过一只开关器件单向驱动脉冲变压器.

    正激:其脉冲变压器的原/副边相位关系确保在开关管导通,驱动脉冲变压器原边时,变压器副边同时对负载供电。

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    该电路的最大问题是:开关管T交替工作于通/断两种状态,当开关管关断时,脉冲变压器处于“空载”状态,其中储存的磁能将积累到下一个周期,直至电感器饱和,使开关器件烧毁。图中的D3与N3构成的磁通复位电路,提供了泄放多余磁能的渠道。

    2、单端反激式

    反激式电路与正激式电路相反,其脉冲变压器的原/副边相位关系确保当开关管导通,驱动脉冲变压器原边时,变压器副边不对负载供电,即原/副边交错通断。脉冲变压器积累磁能问题容易解决,但是,由于变压器存在漏感,将在原边形成电压尖峰,可能击穿开关器件,需要设置电压钳位电路予以保护D3、N3构成的回路。从电路原理图上看,反激式与正激式很相像,表面上只是变压器同名端的区别,但电路的工作方式不同,D3、N3的作用也不同。

    3、推挽(变压器中心抽头)式

    这种电路结构的特点是:对称性结构,脉冲变压器原边是两个对称线圈,两只开关管接成对称关系,轮流通断,工作过程类似于线性放大电路中的乙类推挽功率放大器。

    主要优点:高频变压器磁芯利用率高(与单端电路相比)、电源电压利用率高(与后面要叙述的半桥电路相比)、输出功率大、两管基极均为低电平,驱动电路简单。

    主要缺点:变压器绕组利用率低、对开关管的耐压要求比较高(至少是电源电压的两倍)。

    4、全桥式

    这种电路结构的特点是:由四只相同的开关管接成电桥结构驱动脉冲变压器原边。

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    图中T1、T4为一对,由同一组信号驱动,同时导通/关断;T2、T3为另一对,由另一组信号驱动,同时导通/关断。两对开关管轮流通/断,在变压器原边线圈中形成正/负交变的脉冲电流。

    主要优点:与推挽结构相比,原边绕组减少了一半,开关管耐压降低一半。

    主要缺点:使用的开关管数量多,且要求参数一致性好,驱动电路复杂,实现同步比较困难。这种电路结构通常使用在1KW以上超大功率开关电源电路中。

    5、半桥式

    电路的结构类似于全桥式,只是把其中的两只开关管(T3、T4)换成了两只等值大电容C1、C2。

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    主要优点:

    • 具有一定的抗不平衡能力,对电路对称性要求不很严格。
    • 适应的功率范围较大,从几十瓦到千瓦都可以。
    • 开关管耐压要求较低。
    • 电路成本比全桥电路低。
    • 这种电路常常用于各种非稳压输出的DC变换器,如电子荧光灯驱动电路中。

    内容整理自网络

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      单端反激式功率变换器开关稳压电源并非是只能由一只晶体管组成,而由两只晶体管仍然可以组成单端变换器形式的开关稳压电源。单端反激式开关稳压电源与推挽、全桥、半桥双端变换的开关稳压电源的根本区别在于高频变压器的磁心仅工作在磁滞回线的一侧(第一象限)。典型的单端反激变换式开关稳压电源的原理图如图所示。所谓单端,即指转换电路的磁心仅工作在其磁滞回线的一侧。所谓反激,系指当晶体管导通时,在初级电感线圈中储存能量,当晶体管截止时,初级线圈中储存的能量再通过次级线圈释放给负载。当开关管VT1被控制脉冲激励而导通时,输入电压Ui便施加到高频变压器T1的原边绕组N1上。由于变压器T1副边的整流二极管VD反接,因此副边绕组N2没有电流流过;当VT1截止时,绕组N2上的电压极性颠倒,VD被正偏,VTl导通期间储存在T1中的能量便通过VD负载释放。 单端反激式变换器开关稳压电源原理图 由于这种电路在开关管导通期间储存能量,因此在开关管截止期间才向负载传递能量。高频变压器在工作中除了起变压作用外,还相当于一个储能用的电感,因此也有人称之为“电感储能式变换器”或“电感变换器”。单端反激式开关电源电路是成本最低的一种。它可以达到输入与输出部分隔离,还可以同时输出几路不同的电压,有较好的电压调整率。但其输出纹波电压较大,负载调整率较差,适用于相对固定的负载。在单端反激式开关电源电路中,开关三极管承受的最大反峰值电压是线路工作电压峰值的2倍以上。为了降低开关管的耐压,需要对集射电压进行限幅,因此常用的单端反激式开关电源有三种形式。
    单端反激变换器的很重要的特色是变压器充当了电感的作用,即在开关开通时变压器储能,开关关断时变压器将能量释放到副边,因此单端反激变换器的变压器工作在电感类型的工作区,在功率过大时变压器储能也大造成其负荷太重,但并不是说不能工作在100W以上,更不会有100W左右可靠性比正激更好的说法,只是在电源设计中是否合算的问题,而且单端反激变换器在多输出时的电压调整率不如正激.
       对于经常烧管子的问题,一是看选择的Mosfet的耐压定额够否:反激变换器的开关管的最大电压是输入电压加上输出电压与变比的乘积,考虑到漏感影响,电压定额要比这个值大至少20%(当然看漏感的大小和Clamp电路或Snubber的性能了);二看变压器设计的工作点要求远离饱和区,而且要留足够的裕量,在严重的情况下(最大占空比时)不至于饱和.
        只要计算正确,设计合理,出现这种问题的机会就比较少,所以一定要先在理论上把握住精髓,掌握必要的知识,在加上多学习多动手多思考,各种问题都会解决的.
     
    其实看正激还是反激很简单
    在电路上的区别主要有两点:
    1.看次级何时导通--次级一般接有二极管之类的单向导通器件,   在初级通时,次级可以导通,是正激的表现;在初级导通时,次级不导通,则时反激的表现
    2.看初级有没有为反激准备的回路--反激变换器在晶体管关闭时发生能量转换,由磁能变为电能,所以,一定要有电流流动的回路,没有回路则不可能是反激.

    反激式开关电源是指使用反激高频变压器隔离输入输出回路的开关电源,与之对应的有正激式开关电源。
      “反激”(FLY BACK)具体所指当开关管接通时,输出变压器充当电感,电能转化为磁能,此时输出回路无电流;相反,当开关管判断时,输出变压器释放能量, 磁能转化为电能,输出回路中有电流。
      反激式开关电源中,输出变压器同时充当储能电感,整个电源体积小、结构简单,所以得到广泛应用。应用最多的是单端反激式开关电源。
       优点:元器件少,电路简单,成本低,体积小,可同时输出多路互相隔离的电压
       缺点:开关管承受电压高,输出变压器利用率低,不适合作大功率电源
      一般而言,100W以内的开关电源通常采用单端返激式,超过100W-300W的开关电源通常采用正激式或半桥式,300W以上电源通常采用全桥式。
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  • 直流稳压电源

    2019-11-09 23:05:12
    整流电路有波和全波两种,常用的是单相桥式整流电路。滤波电路通常有电容滤波、电感滤波、复式滤波。 稳压管稳压电路结构简单,输出电压不可调,仅适用于负载电流较小且变化范围小。 串联型线性稳压电源中,调整管...

     

    • 1.1  直流电源 直流电源的组成及各部分的作用

    单相交流电经过电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路转换成稳定的直流电源,方框图及各电路的输出波形如下图所示。

    为了减小电压的脉动,需要通过低通滤波电路滤波,使输出电压平滑。(无源电路)

    • 1.2整流电路

    单相半波整流电路

    主要参数:整流电路的输出平均电压值和输出电流平均值、脉动系数。二极管的选择

     

    1.2.2单相桥式整流电路

    主要参数:整流电路的输出平均电压值和输出电流平均值、脉动系数。二极管的选择

    • 1.3滤波电路

    1.3.1电容滤波

    滤波电容容量较大,所以一般采用电解电容。

    滤波原理:滤波电容容量一定时,若负载电阻减少(负载电流增大),时间常数RC,放电速度加快,输出电压平均值随即下降且脉动变大。

    输出电压平均值、脉动系数,整流二极管的导通角、电容滤波电路的输出特性和滤波特性。

     

     
       


    1.3.2倍压整流电路

     

    1.3.3其他形式的滤波电路

    电感滤波电路

    复式滤波电路

                

     

    • 1.4稳压管稳压电路

     

    稳压原理、性能指标、电路参数选择(稳压管限流电阻)

    • 1.5串联型稳压电路

    基准电压电路、保护电路、芯片过热保护。

    • 1.6开关型稳压电路

    调整管工作在开关状态,当其截止时,电流很小而 管耗很小;当其饱和时,管压降很小,这就大大提高了电路的效率。开关型稳压电源调整管正是工作在开关状态而闻名。

    串联:

    并联:

    开关电源与线性稳压电源(LDO)是电源的两种主要类型。它们各有各的优点和应用场合。

    线性电源的纹波小,但是效率低,效率低意味着发热量大(相当于把多余的压差转化成了热量),发热量大意味着需要更大的散热面积,这样体积就上来了。适用于低压差转换和一些要求电源电压稳定的场合,诸如供给单片机等器件作为电源。可以升压、降压甚至反相,效率高

    开关电源与线性电源刚好相反,效率高但是纹波也大。但是体积小,适用于高的压差转化。只能降压,效率低,电压相对稳定

     

     

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  • 目前,市场上的大功率开关电源,其核心功率器件大都采用MOSFET半导体场效应晶体管和双极型功率晶体管,它们都不能满足小型、高频、高效率的要求。本文介绍了用正弦脉宽调制(SPWM)技术实现调频调幅输出的串联谐振...
  • 100VAC直接整流,所以桥式二极管须为耐高电压规格才行。100VAC的峰值为140V左右。 再以电容器使其平滑。电容器的规格同样须为耐高电压。 以转换的原理来说,会在此时行进行AC/DC转换,但由于转换成一般DC驱动电路...
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    PWM之MOS管推动

    PWM MOS管驱动实际是将PWM信号经过MOS进行功率放大,将PWM信号变成具备一定功率输出或有一定电流灌入能力的PWM波形。其常见的电路有PWM MOS管底边驱动,半桥输出、H桥输出和三相全桥输出。

    其具体应用有如下应用:

    PWM MOS管底边驱动:常见于斩波器(串励电机控制器)、反激式开关电源功率驱动、Boost升压电路、N型信号功率放大等各类电路中。

    半桥输出:常见于高频谐振电源电路、大功率电磁炉等

    H桥:两个半桥构成一个H桥,常见于开关电源、高频焊机、大功率电磁炉、单相逆变器、有刷电机驱动等

    三相全桥:常见在变频器、伺服驱动、无刷电机驱动等相关电机的驱动方面

    根据以上我们做出以下常见电路:

    PWMMOS管底边驱动:

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    此电路中,PWM信号驱动Q1,Q1具备较强的光电流能力,此电路可以控制有刷电机单向旋转、可以驱动大功率继电器、LED、指示灯等相关负载。此电路中C10与D5构成灭弧电路,C10抑制Q1关断瞬间,J6第二脚的电压瞬间上升,通过C10,将此时刻的电压上升斜率降低,给D5二极管续流相应提供了一个反应时间。D5具备续流的作用,Q1关断后,负载电流不能瞬间消失,当J6 第二脚电压大于第1脚电压时,电流会通过D5进行回馈到VCC_12中。

    半桥输出:如下图是一个IR2103的典型半桥驱动电路

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    其中IR2103是典型的半桥驱动芯片,半桥驱动芯片目前市面上有很多,诸如FAN7382、FAN7390、IR2101、IR2102、IR2103、IR2108、IR2113、NCP5106、NCP5181、NCP5304、ADuM3223、ADuM4223等等。

    其中图中所示:

    C1 为IR2103 逻辑电源滤波电容;

    C2为高边MOS驱动电源自举电容;

    C3为高压电源滤波电容;

    HIN为高边驱动信号,高有效;

    LIN为底边驱动信号,低有效;

    D1二极管为高边电源续流二极管,通过与C2自举电容、负载端(TO LOAD)脉冲波形配合,完成VB高边电源的电压举升。

    注:半桥在工作时,Q1与Q2不能同时打开,若同时打开,会导致电源通过两个MOS管对地短路而造成电路永久性损坏。

    该电路中,PWM控制HIN与LIN端,可实现控制MOS管输出,达到PWM功率放大的作用。其中MOS管中都内嵌续流二极管,因此在实际电路设计中,没有额外的追加续流二极管。

    关于半桥的详细工作特性及工作流程,我们会专门拿出一节来讲解,我们会设计到MOS管驱动特性、普通PWM与互补PWM控制半桥的注意点,如何防止MOS管损坏,MOS管选型注意事项等。

    H桥电路:

    H桥电路就是两个半桥电路中间加一个负载,该电路结构形状类似于大写的“H”,因此成为H桥基本电路,如下图所示:

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    其中QA、QB、QC、QD可以三极管、MOS管或IGBT,其中低压直流电机驱动或小功率电源驱动中采用N-MOS管较多,小信号、小功率采用互补性三极管或MOS管,输入高压大功率电源、大功率高频炉、大功率焊机会采用IGBT;

    两边半桥采用半桥驱动芯片驱动,PWN信号通过控制半桥芯片,实现H桥的驱动。从而实现电机的驱动,电源谐振电路驱动,高频谐振电路驱动。

    三相全桥是由三个半桥构成三相负载驱动的电路。其基本结构如下

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    其中

    VT1、VT4、D1、D4构成一个半桥

    VT3、VT6、D3、D6构成一个半桥

    VT5、VT2、D5、D2构成一个半桥

    三相全桥电路常见在三相逆变器、变频器、伺服驱动、无刷电机驱动等相关电机的驱动方面,生活中涉及到的东西有电动自行车驱动器、电动汽车驱动器、电动大巴驱动器、供水管道电机驱动、供热管道电机驱动、楼宇排风电机驱动、变频空调电机驱动等等。

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空空如也

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半桥式开关电源原理