单端正激电路的分析和设计
一、工作原理
如图:
Q1导通时,副边二极管D1导通,D2截止,电网通过变压器T1向负载R
L
输
送能量,此时输出滤波电感L
储存能量。
当Q1截止时,电感的储能通过续流二极管D2向负载释放,D1截止。
N3与二极管D3串联起到去磁复位的作用。
注意:复位绕组对变压器工艺的要求,要求耦合好又要绝缘好。
还有其它形式复位电路如RCD复位电路LCD复位电路
输出电压V
0= N
S
×T
ON
×E
N
P
T
N
S /N
P
为副边原边匝比
T
ON
/T为导通时间与周期的比,即导通占空比
E为原边绕组电压
二、正激电路的设计
设计前我们要给定电路设计的一些指标参数,总结为:
1、开关频率
2、输入电压范围:Vin min—Vin max
3、输出负载范围:Io min—Io max
4、输出电压范围:Vo min—Vo max
5、滤波电感电流的纹波: △I
L
f
6、输出电压纹波:△Vo
第一步:工作频率的确定
工作频率对电源体积以及特性影响很大,必须很好地选择。
工作频率高时,输出滤波器和输出变压器可小型化,过渡响应速度快。
但主开关元件、输出二极管、输出电容以及输出变压器的磁芯,还有电路设计等都受到限制。
另外,还要注意输出变压器绕组匝数。
第二步:最大导通时间(Ton max)的确定。
Ton max=T×Dmax
对于正向激励D选为0.4~0.45较适宜。
Dmax是设计电路时的一个重要参数,它对主开关元件,输出二极管的耐压与输出保持时间,输出变压器以及输出滤波器的大小,变换效率等都有很大影响。
第三步:变压器次级输出电压的计算
Vs min= (Vo max+V
L +V
F
)×T
Ton max
Vs min:变压器次级最低电压
Vo max:最大输出电压
V
L
:电感线圈压降
V
F
:输出侧二极管的正向压降
第四步:变压器匝比N的计算
N= Vin min
Vs min
Vin min: 变压器初级最低电压
Vs min:变压器次级最低电压
第五步:变压器初级绕组匝数的计算
因为作用电压是一个方波,一个导通期间的伏秒值与初级绕组匝数关系
N
P
= Vin min ×Ton max×108
(Bm-Br)×S
N
P
:初级绕组匝数
Vin min:变压器初级最低电压
Ton max:最大导通时间
Bm-Br:磁感应强度
S:磁芯有效截面积
第六步:次级绕组匝数的计算
Ns=Np/N
N为匝比
第七步:输出滤波电感的计算
L=Vs min-(V
F
+Vo max)×Ton max
△I
L
△I
L 为I
O
的15%—20%
另外,功率开关器件电流电压耐量的确定,变压器原副边绕组线径的确定。