(完整word版)反激电路
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反激电路工作原理
反激电路工作原理是一种常见的电路类型,用于将输入电源的脉冲信号转换为输出信号。
它主要由一个能量存储元件(如电感或变压器)、一个开关元件(如MOSFET或BJT)以及一
些辅助元件组成。
在工作时,开关元件会周期性地打开和关闭,以控制能量的传输。
当开关关闭时,能量存储元件(如电感)充电;当开关打开时,存储元件上的能量会释放,并通过变压器传输到输出端。
这种周期性的充放电过程导致了输出信号的脉冲形状。
在每个周期开始时,开关关闭导致存储元件充电开始。
由于电感的特性,电流会逐渐增加。
当开关打开时,由于存储元件上的电流无法瞬间变化,电流将继续在电容器和负载电阻之间流动。
这种电流的流动产生了一个反向的电压,导致存储元件上的电流逐渐减小。
通过适当选择元件参数(如电感和电容值),可以控制输出信号的频率和占空比。
通过调整开关的开启和关闭时间,可以调节输出信号的幅度和形状。
总之,反激电路利用开关元件和能量存储元件的组合,将输入信号转换为输出信号。
通过调整元件参数和开关时间,可以实现所需的输出信号特性。
反激式开关电源电路图讲解一,先分类开关电源的拓扑结构按照功率大小的分类如下:10W以内常用RCC(自激振荡)拓扑方式10W-100W以内常用反激式拓扑(75W以上电源有PF值要求)100W-300W 正激、双管反激、准谐振300W-500W 准谐振、双管正激、半桥等500W-2000W 双管正激、半桥、全桥2000W以上全桥二,重点在开关电源市场中,400W以下的电源大约占了市场的70-80%,而其中反激式电源又占大部分,几乎常见的消费类产品全是反激式电源。
优点:成本低,外围元件少,低耗能,适用于宽电压范围输入,可多组输出.缺点:输出纹波比较大。
(输出加低内阻滤波电容或加LC噪声滤波器可以改善)今天以最常用的反激开关电源的设计流程及元器件的选择方法为例。
给大家讲解如何读懂反激开关电源电路图!三,画框图一般来说,总的来分按变压器初测部分和次侧部分来说明。
开关电源的电路包括以下几个主要组成部分,如图1图1,反激开关电源框图四,原理图图2是反激式开关电源的原理图,就是在图1框图的基础上,对各个部分进行详细的设计,当然,这些设计都是按照一定步骤进行的。
下面会根据这个原理图进行各个部分的设计说明。
图2 典型反激开关电源原理图五,保险管图3 保险管先认识一下电源的安规元件—保险管如图3。
作用:安全防护。
在电源出现异常时,为了保护核心器件不受到损坏。
技术参数:额定电压 ,额定电流 ,熔断时间。
分类:快断、慢断、常规计算公式:其中:Po:输出功率η效率:(设计的评估值)Vinmin :最小的输入电压2:为经验值,在实际应用中,保险管的取值范围是理论值的1.5~3倍。
0.98: PF值六,NTC和MOVNTC 热敏电阻的位置如图4。
图4 NTC热敏电阻图4中的RT为NTC,电阻值随温度升高而降低,抑制开机时产生的浪涌电压形成的浪涌电流。
图4中RV为MOV压敏电阻,压敏电阻是一种限压型保护器件,过电压保护、防雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪、保护半导体元器件等七,XY电容图5 X和Y电容如图X电容,Y电容。
反激电路工作原理
反激电路是一种常用的电力转换电路,其工作原理如下:
1. 激励信号输入:反激电路中,一般通过一个激励信号源来激励电路。
这个信号可以是一个脉冲信号或者一个连续的交流信号。
2. 关断元件导通:在激励信号作用下,反激电路中的关断元件(如晶体管)进入导通状态。
这使得电流可以流过电源,并形成一个电流通路。
3. 储能元件充电:一旦关断元件导通,电流就开始流过反激电路中的储能元件,如电感。
按照欧姆定律,电流流过电感时会产生一个储能磁场。
4. 关断元件关闭:当储能元件充电至一定程度时,控制电路检测到相应的条件,并关闭关断元件。
5. 储能元件释放能量:一旦关断元件关闭,储能元件上的磁场会崩溃,根据电磁感应的原理,崩溃的磁场会产生一个反向电压。
这个反向电压会引起电流继续流动,但这时电流的路径是通过负载,而不是电源。
6. 能量传递到负载:电流经过负载时会释放能量,实现功率转移。
通过不断重复上述步骤,反激电路能够实现有效地将电能从电
源转移到负载上,实现电力转换的功能。
这种工作原理在直流至直流(DC-DC)变换器中得到广泛应用,用于调整直流电压的大小。
1 设计步骤:1.1 产品规格书制作1.2 设计线路图、零件选用.1.3 PCB Layout.1.4 变压器、电感等计算.1.5 设计验证.2 设计流程介绍:2.1 产品规格书制作依据客户的要求,制作产品规格书。
做为设计开发、品质检验、生产测试等的依据。
2.2 设计线路图、零件选用。
2.3 PCB Layout.外形尺寸、接口定义,散热方式等。
2.4 变压器、电感等计算.变压器是整个电源供应器的重要核心,所以变压器的计算及验证是很重要的,2.4.1 决定变压器的材质及尺寸:依据变压器计算公式Gauss x NpxAeLpxIp B 100(max ) ➢ B(max) = 铁心饱合的磁通密度(Gauss)➢ Lp = 一次侧电感值(uH)➢ Ip = 一次侧峰值电流(A)➢ Np = 一次侧(主线圈)圈数➢ Ae = 铁心截面积(cm 2)➢B(max) 依铁心的材质及本身的温度来决定,以TDK FerriteCore PC40为例,100℃时的B(max)为3900 Gauss ,设计时应考虑零件误差,所以一般取3000~3500 Gauss 之间,若所设计的power 为Adapter(有外壳)则应取3000 Gauss 左右,以避免铁心因高温而饱合,一般而言铁心的尺寸越大,Ae 越高,所以可以做较大瓦数的Power 。
2.4.2 决定一次侧滤波电容:滤波电容的决定,可以决定电容器上的Vin(min),滤波电容越大,Vin(win)越高,可以做较大瓦数的Power ,但相对价格亦较高。
2.4.3 决定变压器线径及线数:变压器的选择实际中一般根据经验,依据电源的体积、工作频率,散热条件,工作环境温度等选择。
当变压器决定后,变压器的Bobbin 即可决定,依据Bobbin 的槽宽,可决定变压器的线径及线数,亦可计算出线径的电流密度,电流密度一般以6A/mm 2为参考,电流密度对变压器的设计而言,只能当做参考值,最终应以温升记录为准。
反激电路工作原理
反激电路是一种常见的电子电路,它在许多电子设备中都有广泛的应用。
它的
工作原理主要是通过控制开关管的导通和关断,实现电能的转换和传递。
在本文中,我们将详细介绍反激电路的工作原理,包括其基本结构、工作过程和特点。
首先,让我们来了解一下反激电路的基本结构。
反激电路由开关管、变压器、
电容器和负载等部分组成。
其中,开关管起着控制电路通断的作用,变压器用于电能的转换,电容器则用于平滑电压波动。
整个电路通过这些组件的协同作用,实现了电能的传递和转换。
接下来,我们来详细介绍一下反激电路的工作过程。
当电路通电时,开关管导通,电能通过变压器传递到负载上。
在此过程中,电容器会起到平滑电压波动的作用,确保电路稳定工作。
当电路需要断开时,开关管则会关断,停止电能传递。
这样,反激电路通过不断地控制开关管的导通和关断,实现了电能的高效转换和传递。
此外,反激电路还具有一些特点。
首先,它能够实现高效的电能转换,使得电
路工作更加节能高效。
其次,反激电路结构简单,成本较低,适用于各种电子设备中。
最后,反激电路还具有良好的稳定性和可靠性,能够长时间稳定工作。
总的来说,反激电路是一种常见且重要的电子电路,它通过控制开关管的导通
和关断,实现了电能的转换和传递。
在实际应用中,我们可以根据具体的需求,设计不同类型的反激电路,以满足不同电子设备的要求。
希望本文能够帮助大家更好地理解反激电路的工作原理,为实际应用提供参考。
反激电路设计规范2000年6月22日发布2000年6月22日实施深圳市华为电气技术有限公司、八、亠刖言本规范于2000年6月22日首次发布。
本规范起草单位:二次/工业电源研究部、研究管理部技术管理处本规范执笔人:黄亮本规范主要起草人:赵林冲、高拥兵、余海清、朱品华、阮世良本规范标准化审查人:刘善中本规范批准人:华麟本规范修改记录:更改信息登记表规范名称:反激电路设计规范规范编码TS-C010201005摘要 (5)缩写词/关键词/解释 (5)1. 来源 (5)2. 适用范围 (5)3. 规范满足的技术指标(特征指标) (5)4. 详细电路图 (5)5. 工作原理简介 (6)6. 设计、调试要点 (7)7. 局部PC版图 (11)8. 元器件明细表(详见附录) (11)9. 附录 (11)附录1.元器件明细表 (12)附录2.拓展应用情况 (13)摘要本规范介绍了一种反激电路,该电路一般应用于小功率DC/D变换器中(功率通常在150W以下),具有拓扑结构简单,使用元器件少,成本低等特点。
缩写词/关键词/解释反激电路1. 来源本规范中的电路来源于SU450终端电源模块H3103M单板,已经在SU450终端电源模块中得到批量使用验证,与之相关的外围单元电路有输入EMI电路、输入过压保护电路和电池管理控制电路。
2. 适用范围该单元电路可用于小功率(150W以下)AC/D(和DC/DCI源模块中,如工业电源小功率电池充电器、HR6系列电源模块。
3. 规范满足的技术指标(特征指标)本单元电路在SU450C终端电源模块的DC/DC变换电路中得到验证。
该电源的规格为:输入电压:85~300V AC输出电压:13.65V DC开关频率:80kHz输出功率:45W测试结果表明,在220V AC输入,额定输出的条件下,电源的效率约为75%,功率因数约为0.6。
4. 详细电路图详细电路图如图1所示。
图1给出了SU450C终端电源模块的主电路,其中包括反激电路、不控整流电路和输入EMI电路。
反激式电路一、概述反激变换电路由于具有拓扑简单,输入输出电气隔离,升/降压范围广,多路输出负载自动均衡等优点,而广泛用于多路输出机内电源中。
在反激变换器中,变压器起着电感和变压器的双重作用,由于变压器磁芯处于直流偏磁状态,为防磁饱和要加入气隙,漏感较大。
当功率管关断时,会产生很高的关断电压尖峰,导致开关管的电压应力大,有可能损坏功率管;导通时,电感电流变化率大。
因此在很多情况下,必须在功率管两端加吸收电路。
二、工作原理存在电流连续和电流断续两种工作模式。
(1)电流连续工作模式在Ton 时段,开关T1导通,原边绕组W1上的电流I1从最小值Ismin 开始线性增长。
此时,由于同名端的关系,整流二极管D 被反向偏置而截止,副边绕组W2的电流为0,于是隔离变压器原边绕组W1实际上等效为一个电感,其电流i1产生的能量将以磁能的形式在隔离变压器TB 的磁芯中储存。
设原边绕组W1的电感量为L1,开关T1的工作周期为T ,占空比为D :则在ton 时段,W1中的电流i1为 至t1时刻,电流i1达到最大值I1max在ton 时段内,原边绕组W1中的电流变化量为i 11m in 1U i I tL =+i i 1max 1min on 1min 11U U I I t I D TL L =+=+i i 1on 11U U Δi t D TL L ==隔离变压器TB 的磁通变化量 此时段内,负载RL 依靠电容C 的放电为其供电在Toff 时段,开关T1断开。
原边绕组W1中的电流的突然中断将使隔离变压器TB 绕组中感应电动势的方向发生逆转,整流二极管D 被正向偏置而导通,产生电流i2,为负载RL 供电以及为滤波电容C 充电。
此时,TB 的副边绕组W2也等效为一个电感,释放在ton 时间内储存的磁能而产生电流i2。
随着隔离变压器中储存磁能的释放,电流i2从开始时的最大值I2max 线性下降。
则在toff 时段,副边绕组W2中的电流i2为 至t2时刻,电流i2降到最小值I2min在toff 时段内,副边绕组W2中的电流变化量为i on i 1111ΔΦU t U D TN N ==o 22max 2U i I tL =-o o 2min 2max off 2max 22(1)U U I I t I D TL L ==---o o 2off 22(1)U U Δi t D TL L ==-隔离变压器TB 的磁通变化量 三、工作波形四、整体电路设计o off o 2211(1)ΔΦU t U D TN N ==-五、反激电路引脚参数Vin:电路供电端,电压为36v;Vcc:驱动芯片供电端,与驱动芯片vcc相连,为其供电;Vg:控制sup85n10的开断,由芯片为其提供方波控制信号来控制其占空比;Gnd:接地端;Com:逻辑接地端,即负载的接地端;+15v:输出端,引脚正常输出+15v;-15v:与+15v为反相输出端,引脚正常输出-15V电压;+5v:输出端,引脚正常输出为+5v;Vs:电压采样端,反馈给3843驱动电路;3843driver的引脚参数VCC(7脚):电源端。
5.2 反激变换器反激变换器就是在Buck-Boost变换器的开关管与续流二极管之间插入高频开关变压器,从而实现输入与输出电气隔离的一种DC-DC变换器,因此,反激变换器实际上就是带隔离的Buck-Boost变换器。
反激变换器能量传输的时机与正激变换器正好相反,它是在开关关断期间向负载传输能量。
由于反激变换器的高频变压器除了起变压作用外,还相当于一个储能电感,因此,反激变换器也称之为“电感储能式变换器”或“电感变换器”。
5.2.1 单管反激变换器的组成和工作原理1. 单管反激变换器的电路组成及工作原理单管反激变换器的主电路结构如图5.2.1所示,图中V i为输入电压、V O为输出电压、i O 为输出电流、VT为开关管,VD为续流二极管、C为输出滤波电容、R L为负载电阻。
L1、L2为高频变压器T的原、副边分别对应的电感,流过原、副边的电流分别为i N1、i N2,变压器变比n=N1/N2,变压器变比的倒数用“γ”表示,即γ= N2/N1(后面的分析会发现:对于反激变换器,其有关表达式中用“γ”表示更好)。
oV图5.2.1单端反激变换器的主电路图单管反激变换器的工作原理:在开关管VT导通期间,输入电压V i加在一次电感L1上,流过原边的电流i N1线性增加,高频变压器将电能转换成磁能储存在电感L1中。
因二次绕组同名端与一次绕组同名端相反,使得整流二极管VD因反偏而截止,二次侧无电流流过,负载仅由输出滤波电容C提供电能。
在开关管VT关断期间,流过原边的电流i N1变为零,其变压器二次侧感应电压使续流二极管VD正偏而导通,储存在变压器原边电感L1中的磁能通过互感耦合到L2,变压器释放能量,流过变压器副边的电流i N2线性减小。
可见,反激变换器的高频变压器实际是一个初级与次级紧密耦合的电感器。
显然,对于反激变换器,当晶体管导通时,高频开关变压器的初级电感线圈储存能量;而当晶体管关断时,初级线圈中储存的能量才通过次级线圈释放给负载,即反激变换器在开关管导通期间储存能量,而在开关管关断期间才向负载传递能量。
反激电路工作原理
反激电路是一种常见的电路拓扑结构,常用于直流至直流的变换器或稳压器中。
它通过一个开关元件周期性地将能量储存到电感中,然后释放到负载中,以实现电能的转换或稳定输出。
反激电路的基本工作原理如下:当开关元件(通常为开关管或MOSFET)导通时,电源的直流电压通过电感和负载电阻,经过电容滤波后供应给负载。
同时,电感中储存的磁能在导通期间转换为电流,从而增加电感和电容中的能量。
而当开关元件断开时,电感的磁能将继续引起电流流动,此时通过一个二极管将能量传递到滤波电容和负载电阻中。
反激电路的工作原理可概括为以下几个阶段:
1.导通状态:当开关元件导通时,电源直流电压通过电感、开
关元件和滤波电容提供给负载。
此时,电感中储存的能量增加,滤波电容储存起电流。
2.关断状态:当开关元件断开时,电感中储存的能量无法立即
消失,导致电感两端的电压上升。
为了维持电流的持续流动,通过二极管将电感中的能量传递到负载和滤波电容中。
在这个过程中,滤波电容释放出储存的能量维持负载电压的稳定。
3.开关状态切换:开关元件周期性地导通和断开,形成了交替
的导通和关断状态。
通过适当地调整导通和断开时间比例,可以调节输出电压和电流。
同时,当开关断开时,电感中储存的能量通过二极管传递到负载,实现电能的转换和稳定输出。
需要注意的是,反激电路工作过程中会产生一定的开关干扰和功率损耗。
因此,在设计和应用反激电路时,需要合理选择元件参数和工作频率,以达到理想的电能转换效果。
反激电路原理反激电路是一种非常有用的电路,可以实现高效率、低功耗的电源转换和信号传输。
它是一种基于电感和开关管的电路,被广泛应用于电源、数码电路、通信系统等领域。
本文将介绍反激电路的原理、特点和应用。
反激电路是一种基于能量存储和传输的电路,它主要由电感、二极管和开关管组成。
电感是反激电路中最重要的元件,它能够将电能转换为磁能,同时也能将磁能转换为电能。
在反激电路中,通过频繁地开关开关管,可以实现在电感中存储一定的能量,并将其转换为所需的输出电压或输出电流。
反激电路的主要原理是工作于电磁能量转换周期内,将开关管关闭后,在电感中储存电能。
然后再使开关管开启,将储存的电能转换为输出电压或输出电流,从而实现所需的功率转换。
反激电路的工作原理如下:在电源加电的瞬间,电容充电、电感储存电能,这时二极管为反向导通状态,整个电源处于电容短路的状态。
当功率输出需要变化时,完全关闭开关管后,由于电感储存的电能,二极管中的电容开始释放储存的电能,并将其转换为输出电压或输出电流。
在此过程中,开关管循环闭合与开启,电感中不断储存和释放能量,从而实现了高效率和低功耗的功率转换。
二、反激电路的特点1.高效率反激电路具有高效率的特点,利用了电能与磁能之间的相互转换,能够在电路中存储能量,从而实现功率转换。
其转换效率远高于线性调制的变压器,在保证输出电压质量的实现更高的功率转换效率。
2.低功耗反激电路的基本工作原理是以电感为核心的能量存储和传输。
通过合理选择电感电容的参数,可以实现更低的能量损耗和更高的功率转换效率。
反激电路的中断驱动技术可以大大降低功耗,并实现节能环保的效果。
3.可调性强反激电路的设计可基于开关管的工作时间实现电源输出电压或电流的自动调节。
这种调节方式不仅具有响应速度快、精度高、动态性能好等特点,而且还能够根据负载变化,自动调节输出功率,保证输出电压稳定。
4.输出波形纹反激电路可以实现更为平滑和稳定的输出波形,克服了线性调制的变压器存在的原始功率波形和有限带宽的限制。
MATLAB仿真报告3题目:单端反激DC/DC电路仿真反激变换器参数如下:额定功率50W,输入电压72V,输出电压15V,滤波电容C=4.7mF,开关器件选MOSFET,开关频率20kHz,变压器变比为72:18。
变压器选择SimPowerSystems中的线性变压器,选择标幺值pu制,额定功率和频率分别为50V A和20kHz,绕组1电压、电阻和电感分别为72V、0.001和0,绕组2电压电阻和电感分别为18V、0.001和0,励磁电阻和电感分别为200和20。
仿真时间0.1s。
1. 额定负载的仿真。
计算额定时的负载电阻大小。
选择并调整合适占空比,使得输出电压为15V。
记录输出电压波形,并记录稳态时MOSFET的工作波形(电压,电流波形),输出整流二极管的工作波形(电压,电流波形)。
首先计算额定电阻值R =则R 。
调整占空比,使输出电压保持在15V左右,此时占空比D = 45%。
如图:输出电压波形:MOSFET稳定电流及电压波形如图:整流二极管稳态时的工作波形如下所示:2. 试改善上述电路的启动特性,减小输出电压超调。
想要改善电路的启动特性,可以通过增大电容得到。
如果将电路中的电容增大一倍。
可得到以下的输出电压波形:可由上图得到,电压的超调量有着明显减小。
右图中的超调量减小为63.115%。
也可以在输出环节加入RLC进行调节。
3. 小负载的仿真。
R=200欧姆。
设置直流电容初始电压为14V。
调整合适占空比,使得输出电压为15V。
记录输出电压波形,并记录稳态时MOSFET的工作波形(电压,电流波形),输出整流二极管的工作波形(电压,电流波形)。
将负载R调整到200Ω,电容初始电压调为14V,调整了占空比,使得D = 8.0%.得到如下所示输出波形:得到如下MOSFET电流电压波形:整流二极管的电流电压波形如图所示:。
反激电路及工作原理嘿,朋友们!今天咱来聊聊反激电路及其工作原理。
你看啊,这反激电路就好比是一场精彩的魔术表演!在这个魔术里,有一个神奇的“魔法盒子”,那就是变压器啦。
电源就像是给魔术提供能量的源头,源源不断地把电送进这个“魔法盒子”。
当电流流进去的时候,就好像魔术师把道具放进去一样。
在初级绕组这边,电流欢快地跑着,储存着能量。
这时候就像魔术师在悄悄准备着惊喜。
然后呢,突然!开关断开啦!这就好比魔术师突然喊出“变”!这一下可不得了,次级绕组这边就感应出了电压,电能就被释放出来啦,就像是魔术中突然出现的神奇景象。
你说神奇不神奇?这反激电路啊,就是这么巧妙地利用了电磁感应的原理。
它能在小小的空间里实现能量的转换和传递,是不是很厉害呀!咱再想想,生活中不也有很多类似的情况吗?就好比我们努力准备一件事情,在过程中积累着能量,然后到了关键时刻,一下子把成果展现出来。
这和反激电路不是很像吗?而且啊,反激电路的应用那可广泛了去了。
在各种电子设备里都能看到它的身影呢。
它就像是一个默默工作的小英雄,不声不响地为我们的生活提供着便利。
你想想看,如果没有反激电路,那我们的手机充电器得多大个呀?还有那些小巧玲珑的电子设备,还能那么方便携带吗?所以说啊,这反激电路虽然看着不起眼,但真的是太重要啦!它就像我们生活中的许多小细节一样,平时可能不怎么注意,但一旦缺少了,就会发现有大麻烦。
反激电路的工作原理虽然不复杂,但要把它设计好、运用好,那可得下一番功夫呢。
这就好比学一门手艺,得不断练习、不断琢磨。
朋友们,我们可不要小瞧了这些看似简单的东西呀,它们背后往往有着大学问呢!就像反激电路,它在默默地为我们的科技发展贡献着力量,难道不值得我们好好去了解、去探索吗?我相信,只要我们多去研究,一定能发现更多关于它的奇妙之处!。
反激式开关电源电路图讲解一,先分类开关电源的拓扑结构按照功率大小的分类如下:10W以内常用RCC(自激振荡)拓扑方式10W-100W以内常用反激式拓扑(75W以上电源有PF值要求)100W-300W 正激、双管反激、准谐振300W-500W 准谐振、双管正激、半桥等500W—2000W 双管正激、半桥、全桥2000W以上全桥二,重点在开关电源市场中,400W以下的电源大约占了市场的70-80%,而其中反激式电源又占大部分,几乎常见的消费类产品全是反激式电源.优点:成本低,外围元件少,低耗能,适用于宽电压范围输入,可多组输出。
缺点:输出纹波比较大。
(输出加低内阻滤波电容或加LC噪声滤波器可以改善)今天以最常用的反激开关电源的设计流程及元器件的选择方法为例。
给大家讲解如何读懂反激开关电源电路图!三,画框图一般来说,总的来分按变压器初测部分和次侧部分来说明。
开关电源的电路包括以下几个主要组成部分,如图1图1,反激开关电源框图四,原理图图2是反激式开关电源的原理图,就是在图1框图的基础上,对各个部分进行详细的设计,当然,这些设计都是按照一定步骤进行的.下面会根据这个原理图进行各个部分的设计说明。
图2 典型反激开关电源原理图五,保险管图3 保险管先认识一下电源的安规元件—保险管如图3.作用:安全防护。
在电源出现异常时,为了保护核心器件不受到损坏.技术参数:额定电压 ,额定电流 ,熔断时间 .分类:快断、慢断、常规计算公式:其中:Po:输出功率η效率:(设计的评估值)Vinmin :最小的输入电压2:为经验值,在实际应用中,保险管的取值范围是理论值的1。
5~3倍。
0。
98: PF值六,NTC和MOVNTC 热敏电阻的位置如图4.图4 NTC热敏电阻图4中的RT为NTC,电阻值随温度升高而降低,抑制开机时产生的浪涌电压形成的浪涌电流.图4中RV为MOV压敏电阻,压敏电阻是一种限压型保护器件,过电压保护、防雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪、保护半导体元器件等七,XY电容图5 X和Y电容如图X电容,Y电容。
反激电路多路输出的原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:反激电路是一种常用的电子电路,它采用磁性元件和电容器来实现能量转换和电流输出。
它具有简单、可靠、高效的特点,广泛应用于电力电子领域。
传统的反激电路只能实现单路输出,而随着电子设备的发展和多功能需求的增加,对于反激电路实现多路输出的要求也越来越迫切。
所谓多路输出,指的是在同一个反激电路内实现多个电流或电压的输出。
这些输出可以是相同的或者不同的,根据具体的应用需求来设计。
多路输出可以提供更多的电力输出能力,满足多种不同负载的需求,同时减少电路的体积和成本,提高系统的整体性能。
本文的主要目的就是介绍反激电路多路输出的原理,并探讨其在实际应用中的需求和应用场景。
我们将深入研究反激电路的基本原理,分析多路输出的需求和应用场景,以及详细讨论反激电路多路输出的实现原理。
同时,我们还会对反激电路多路输出的发展前景进行展望,并提出未来研究方向和建议,以期为相关领域的研究和应用提供有益的指导和借鉴。
文章结构部分的内容应该包括本文的组织结构和各个章节的简要介绍。
以下是文章结构部分的内容示例:1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
- 引言部分概述了本文要研究的问题,以及文章的目的和重要性。
- 正文部分分为三个章节,分别介绍了反激电路的基本原理、多路输出的需求和应用场景,以及反激电路多路输出的实现原理。
- 结论部分对本文的研究内容进行总结,并展望了反激电路多路输出的发展前景。
同时提出了未来研究方向和建议。
通过以上结构,本文将全面介绍反激电路多路输出的原理,从理论到实践,为读者提供了系统的知识和综合的观点。
接下来,我们将逐一介绍各个章节的内容。
1.3 目的本文的主要目的是探讨和解释反激电路多路输出的原理。
通过对反激电路的基本原理进行介绍,了解其在电子电路中的应用。
随后,针对多路输出的需求和应用场景进行分析,进一步了解多路输出的实际需求和应用领域。
反激电路开关电源分为,隔离与非隔离两种形式,在这里主要谈一谈隔离式开关电源的拓扑形式,隔离电源按照结构形式不同,可分为两大类:正激式和反激式。
反激式指在变压器原边导通时副边截止,变压器储能。
原边截止时,副边导通,能量释放到负载的工作状态,一般常规反激式电源单管多,双管的不常见。
正激式指在变压器原边导通同时副边感应出对应电压输出到负载,能量通过变压器直接传递。
按规格又可分为常规正激,包括单管正激,双管正激。
半桥、桥式电路都属于正激电路。
正激和反激电路各有其特点,在设计电路的过程中为达到最优性价比,可以灵活运用。
一般在小功率场合可选用反激式。
稍微大一些可采用单管正激电路,中等功率可采用双管正激电路或半桥电路,低电压时采用推挽电路,与半桥工作状态相同。
大功率输出,一般采用桥式电路,低压也可采用推挽电路。
反激式电源因其结构简单,省掉了一个和变压器体积大小差不多的电感,而在中小功率电源中得到广泛的应用。
在有些介绍中讲到反激式电源功率只能做到几十瓦,输出功率超过100瓦就没有优势,实现起来有难度。
本人认为一般情况下是这样的,但也不能一概而论,PI公司的TOP芯片就可做到300瓦,有文章介绍反激电源可做到上千瓦,但没见过实物。
输出功率大小与输出电压高低有关。
反激电源变压器漏感是一个非常关键的参数,由于反激电源需要变压器储存能量,要使变压器铁芯得到充分利用,一般都要在磁路中开气隙,其目的是改变铁芯磁滞回线的斜率,使变压器能够承受大的脉冲电流冲击,而不至于铁芯进入饱和非线性状态,磁路中气隙处于高磁阻状态,在磁路中产生漏磁远大于完全闭合磁路。
变压器初次极间的偶合,也是确定漏感的关键因素,要尽量使初次级线圈靠近,可采用三明治绕法,但这样会使变压器分布电容增大。
选用铁芯尽量用窗口比较长的磁芯,可减小漏感,如用EE、EF、EER、PQ型磁芯效果要比EI型的好。
关于反激电源的占空比,原则上反激电源的最大占空比应该小于0.5,否则环路不容易补偿,有可能不稳定,但有一些例外,如美国PI公司推出的 TOP系列芯片是可以工作在占空比大于0.5的条件下。
电流型控制反激DC/DC变换器的设计与实现刘剑,陈道炼(南京航空航天大学,江苏南京210016)1 引言静止变流器一般采用DC27V/DC190V/AC115V400Hz的变换结构,前级将输入的27V直流电转换为190 V直流电,后级逆变环节将190V直流电变换为用电设备所需的115V/400Hz交流电。
由于反激变换器具有电路拓扑简洁、输入电压范围宽、输入输出电气隔离、体积重量小等优点,因而将其作为静止变流器的前级电路拓扑,将会使整个静止变流器的体积重量下降,以实现更高的功率密度。
2 电流型控制反激DC/DC变换器2.1 功率电路因为输入为低压大电流,故选用单管反激式拓扑结构,如图1所示。
针对这一结构主功率开关上必须加缓冲电路,否则开关管关断时漏感能量无处释放,将会引起电压尖峰击穿功率管。
常用的缓冲电路有LCD、RCD和有源箝位三种,考虑电路开关频率较高(80kHz),所以LCD缓冲不可取;而采用有源箝位,箝位开关管要取很大电流定额,且变压器初级有很大环流不利于提高效率,故有源箝位也不可用;RCD缓冲具有无源、电路简洁的特点,如果参数调试合理不会对效率造成太大影响,故被实验样机采用。
图1 RCD缓冲单管反激式变换器电路拓扑2.2 控制方案反激变换器具有电流源性质,开环不能开路,否则输出电压极高。
作为静止变流器的直流环节使用,当后级逆变桥的四个功率管均关断时,对前级的反激变换器输出端就相当于开路,因而必须采用电压闭环控制;同时为提高电源的性能,采用电流型控制技术,这种电流电压双闭环控制使系统具有瞬态响应快、稳定性高、内在限流能力等优点。
2.3 电路组成研制的1kW样机电路,如图2所示。
整个电路的核心为UNITRODE公司的电流型PWM芯片UC3843 N,该芯片原用于设计200W以下的小功率开关电源,这里将其变通使用。
Q1、Q2构成图腾柱以增大驱动能力,Q3作射极跟随器取出UC3843的锯齿波,CT1取样主开关管的电流信号,R7、R8将电流信号与锯齿波相叠加作斜坡补偿,以消除电流控制型调节器在占空比大于50%时固有的次谐波振荡,R7、R8的比值可以决定斜坡补偿的深度。
电源网原创对于探讨反激电源以及变压器这个话题,我犹豫了很久。
因为关于反激的话题大家讨论了很多很多,这个话题已经被讨论的非常透彻了。
关于反激电源的参数设计也有多篇文章总结。
还有热心的网友,根据计算过程,自己编写了软件或电子表格把计算做的傻瓜化。
但我也注意到,几乎每天都会出现关于反激设计过程出现问题而求助的帖子,所以,思量再三,我决定还是再一次提出这个话题!我不知道我是否能写出一些有新意的东西,但我会尽力去写好。
不期望能入高手的法眼,但愿能给入门者一些帮助。
纵观电源市场,没有哪一个拓扑能像反激电路那么普及,可见反激电源在电源设计中具有不可替代的地位。
说句不算夸张的话,把反激电源设计彻底搞透了,哪怕其他的拓扑一点不懂,在职场上找个月薪10K的工作也不是什么难事。
提纲1、反激电路是由buck-boost拓扑演变而来,先分析一下buck-boost电路的工作过程。
工作时序说明:t0时刻,Q1开通,那么D1承受反向电压截止,电感电流在输入电压作用下线性上升。
t1时刻,Q1关断,由于电感电流不能突变,所以,电感电流通过D1,向C1充电。
并在C1两端电压作用下,电流下降。
t2时刻,Q1开通,开始一个新的周期。
从上面的波形图中,我们可以看到,在整个工作周期中,电感L1的电流都没有到零。
所以,这个工作模式是电流连续的CCM模式,又叫做能量不完全转移模式。
因为电感中的储能没有完全释放。
从工作过程我们也可以知道,这个拓扑能量传递的方式是,在MOS管开通时,向电感中储存能量,MOS管关断时,电感向输出电容释放能量。
MOS管不直接向负载传递能量。
整个能量传递过程是先储存再释放的过程。
整个电路的输出能力,取决于电感的储存能力。
我们还要注意到,根据电流流动的方向,可以判断出,在输入输出共地的情况下,输出的电压是负电压。
MOS管开通时,电感L1承受的是输入电压,MOS关断时,电感L1承受的是输出电压。
那么,在稳态时,电路要保证电感不进入饱和,必定要保证电感承受的正向和反向的伏秒积的平衡。
一、 单端反激变换器
1、单端反激变换器的原理图如下:
i 1
i 2
V o
+
-
2、工作原理
单端反激变换器主要用在250W 以下的电路中,其中的变压器既有变压器的作用,也有电感的作用
其有两种工作方式:一是完全能量转换方式,即电感电流断续工作模式;二是不完全能量转换方式,即电感电流连续工作模式。
工作过程:当Tr 导通时,电源电流流过变压器原边,i1增加,其变化为11//L V dt di s =,而副边由于二极管D 的作用,i2为0,变压器磁心磁感应强度增加,变压器储能;当Tr 关断时,原边电流迅速降为0,副边电流i2在反激作用下迅速增大到最大值,然后开始线性减小,其变化为22//L V dt di o =,此时原边由于开关管的关断,电流为0,变压器磁心磁感应强度减小,变压器放能。
3、工作波形
工作波形如下:
连续工作模式: 断续工作模式:
V g -V 2
i 1
i 2V Tr
t
4、电压增益
(1) 连续工作模式下的电压增益:
理想状态下,由副副边绕组在一个周期中的伏秒值为0可得:
s o s s T D V T nD V )1(11-= (1-1)
故可得电压增益为:
1
1
1D D nV V M s o -==
(1-2) 而在实际中,由于变压器存在一次绕组内阻r1,二次绕组内阻r2,故可得:
s o s s T D r I V T nD r I V )1)(()(122111--=- (1-3)
而 o I I =2 (1-4)
221/n r r = (1-5)
o o s o o D nI D V I V I //11==(为计算方便,设Do=(1-D1)) (1-6)
故将(1-4)(1-5)(1-6)代入(1-3)可得
)1)((2121--==
o
s o o s o D D nV r I D D
nV V M (1-7) (2)断续工作模式下的电压增益:
由面积相等可得式:
2/2s p s o T D I T I ∆= (1-8)
由s p o s s T D V T D nV =1可得
V g
-V 2
i 1
i 2V Tr
t
o s p V D nV D /1= (1-9)
而 112/nL T D V I s s =∆ (1-10) 将(1-9)(1-10)代入(1-8)可得:
1
1
12L V D V T D V I o s s s o =
(1-11)
临界连续时,即可以看作连续又可以看作断续,此时:1
1
1D D nV V s o -=,所以临界连续电流为:
1
12)
1(nL D T D V I s s oc -=
(1-12)
当D=1/2时取最大值,为:
1
8nL T V I s
s ocm =
(1-13) 将(1-13)代入(1-11),可得断续工作模式下的电压增益为:
o
ocm s o I D
I nV V M 2
14== (1-14)
二、 双管反激变换器
1、双管反激变换器原理图如下:
V o
+
-
2、工作原理
当功率大于200W 的时候,不宜采用单端反激电路,可采用双管反激电路。
其工作时,TR1、TR2同时导通、同时关断。
导通时,电流流过变压器的原边,变压器储能,此时副边由于D3的作用,i2为0;当TR1、TR2同时关断时,在反激作用下二极管D3导通,变压器放能,而原边的D1、D2将原边漏感产生的电流和过剩的反激能量反馈回
电源。
3、工作波形
工作波形如下:
连续工作模式下波形: 断续工作模式下波形:
V g -V 2
i 1i 2V
t
ir
4、电压增益
双管反激的电压增益同单端反激一样,当电感电流连续时为:
1
1
1D D nV V M s o -==
(理想情况) (1-15) )1)((2121--==
o
s o o s o D D nV r I D D
nV V M (考虑变压器内阻情况) (1-16) 当电感电流不连续时为:
o
ocm s o I D
I nV V M 2
14== (1-17)
三、 全桥变换器
1、全桥变换器原理图如下:
V g
-V 2
i 1i 2V
t
i r
o
+
-
2、工作原理
全桥变换器可用在功率较大的场所。
工作时,因为开关都有一定的关断时间,而同一桥臂上的Tr1与Tr4、Tr2与Tr3不能同时导通,所以在一个周期中有一小段时间四个开关均处于关断状态,两组开关轮流工作,同一周期中导通的时间是相等的。
Tr2与Tr4关断,
Tr1与Tr3
导通时,原边绕组上电流上升,当电流上升到导通前L1电流折算至原边值的时候,
D6
反偏截止,L1上的电流即为D5上的电流。
同理,Tr1与
Tr3关断,Tr2与Tr4导通时,原边电流反向增加,当电流上升到导通前L1电流折算至原边值的时候,D5反偏截止,L1上的电流即为D6上的电流。
在Tr1与Tr3关断后,Tr2与Tr4导通前,有一段时间四个开关管都断开。
此时,变压器原边的电流将传递到副边,而由于T1p 上存在漏感,还会有一个电流通过D2、D4流回电源。
L1上有一定的的电流通过D5、D6流动,此时D5、D6上流过的电流是基本相等的。
这时候副边绕组上的电压为0,因此原边绕组上的电压也为0。
3、工作波形
工作波形如下:
V g13V g24V Tr1V Tr1
I T1p
V Tr4
4、电压增益
在同一周期中,两组开关的导通时间是一样的,所以由一个周期的伏秒相等可得:
s s s o DT n V T V 2⋅= (1-18)
其中,D 为一组开关导通的占有空比。
故可得电压增益为:
D nV V M s
o
2==
(1-19)。