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对角半桥反激变换器

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对角半桥反激变换器

这种变换器又称为双晶体管变换器,特别适合于功率场效应晶体管的工作。因此该例中使用MOSFET元件,但同样的设计过程也可用于晶体管工作中。

该结构可提供所有的反激式工作模式,即固定频率、可变频率以及完全或不完全能量传递工作模式。不过附加的功率元件和其驱动隔离会增加成本。

 

工作原理

图所示的电路中,变压器原边的两个功率场效应管FT1和FT2对高压直流电源适配器进行开关。控制电路驱动这两个开关,使其同时导通和关断。反激作用发生在关断状态,就像前面的反激例子一样。

 对角半桥反激变换器

控制、隔离和驱动电路与前面在单端反激变换器中使用的类似。一个小的驱动变压器为两个场效应管提供同步的隔离驱动信号。

应该注意到跨接的二极管D1和D2将多余的反激能量回送电网,并在FT1和FT:产生强烈的电压钳位,其值仅高于或低于电源适配器电压一个管压降。因此可大胆地使用额定值为400V的开关元件,而该结构非常适合于功率场效应管。此外,二极管D1和D2的能量恢复作用免去了恢复绕组或多余的大滞后元件,其电压和电流波形示于图中。

由于变压器漏感在电路的工作中扮演了重要的角色,把原边和副边元件的分布漏感集中成总电感Llp和Lls的效果,这样变压器可视为理想变压器。

 

功率部分工作如下:当FT和FT:导通,电源适配器电压将加在变压器原边L和漏感L两端。所有绕组的起始端将为正,输出整流二极管D3反偏而关断,因此在导通期间副边无电流流过,副边漏感L,可以忽略。

在导通期间变压器原边电流线性增加(见图),如下式定义:

 

 (1/2)LpIp2能量储存在变压器的耦合磁场中,(1/2)LlpIp2能量储存在有效漏感中,在导通期间结束时,FT和FT:同时关断,MOSFET中原边电源适配器电流将降到零。可是如果没有相应磁通密度的变化磁场强度就不会变化,而且变压器上的所有电压将由于反激作用反向。二极管D和D2导通,将原边反激电压(由原边漏感产生)钳位在电源适配器电压。由于所有的绕组极性反向,副边电动势V。使输出整流二极管D3导通,并在副边绕组中建立由副边漏感LL决定的电流Is。

当副边电流达到n1时,在此n是匝比,储存在原边漏感L中的能量已传送回电源适配器,能量恢复钳位二极管D1和D2停止导通,原边电压V将降回到反馈的副边电压。此时原边两端的电压为C3两端的电压(正如普通变压器对原边的作用一样),该钳位反激电压必须设计为小于电源适配器电压V,另一方面,所有的反激能量都会返回电源适配器。可是在正常条件下,完全能量传递系统中的FT1和FT2保持关断期间,储存在变压器磁场中的剩余能量将传递到输出电容器和负载。在关断期间结束时,一个新的功率周期将开始,这个过程会继续下去。


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| 发布时间:2018.09.26    来源:电源适配器厂家
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