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电流型控制和次谐波纹波

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电流型控制和次谐波纹波

手机充电器接到110V工作状态时,常常接上一个耦合电容器Cx来阻止经过变压器绕组的直流通路。该电容器试图通过阻隔变压器原边的直流电流来防止阶梯形饱和。不幸的是,它也会带来不希望的影响,由于电容器Cx产生了直流偏压导致变化的周期内出现高压时脉冲宽度窄、低压时脉冲宽度宽的现象。这种不平衡的工作过程引起功率周期的变化,即有不同的幅值,并将次谐波纹波引入输出电压。即使没有接电容器Cx,当输入接到220V工作状态时,由于C2和C3阻隔直流,该问题仍会出现。如果要提供自动平衡则必须使用特定的直流恢复技术或将电流型控制应用到半桥变换器中。

 

防止交叉导通

在半桥结构中交叉导通是一个主要问题。Q1和Q2在同一瞬间导通时出现交叉导通,这通常是由正在关断的晶体管的储存时间过长引起的。交叉导通使充电器短路,通常产生破坏性的后果。

杜绝这个结果有两种方法。简单的方法是对驱动脉冲宽度加固定的结束停止信号,使导通角不会太宽,避免交叉导通发生。这种方法的问题在于储存时间是可变的,它取决于晶体管的类型、工作温度和负载。因此为了安全,必须提供较宽的裕量,这使得控制范围和变压器、晶体管、二极管的利用率减小(功率传递必须在相当窄的导通期间进行)。

不受这些限制的另一种方法是采用有效的“交叉耦合禁止”电路或“重叠导通保护”电路。

在这种结构中,如果Q1导通,则Q2的驱动是禁止的,直到Q1退出饱和Q2则反之。这种自动禁止作用具有能够适应储存时间变化和使用全导通角的优点。

 

缓冲元件(半桥)

元件C3、C1和R1是经常提到的缓冲元件(更加精确的负载线曲线请参见第一部分第18章),它们协助高压晶体管Q1和Q2的关断以减少二次击穿应力。晶体管关断时,变压器电感仍维持电流流动,缓冲器元件为该电流提供了另一条通路,以防止关断时的过电压应力。

在半桥结构中不使用传统的二极管、电容器、缓冲电路,因为这种电路在晶体管Q1和Q2导通时提供了一条低阻抗交叉导通路径。

 

软启动

变换器最初开始工作时,驱动脉冲逐渐增加以使输出电压和电流缓慢建立,这称之为软启动。如果没有软启动,刚导通时会产生大的浪涌电流使得输出电压过冲,同时由于倍磁效应变压器可能饱和。变换器每次停止运行后都应使用软启动,例如过电压或过电流保护停止运行后。


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| 发布时间:2018.10.12    来源:充电器厂家
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