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雙端正激變換器拓?fù)?/span> | |||||
| 基本原理 電源適配器雙端正激變換器拓?fù)淙鐖D所示的單管單端（以下簡(jiǎn)稱單端）正激變換器使用單個(gè)開關(guān)管不同，雙端正激變換器使用兩個(gè)開關(guān)管，且這樣有顯著的優(yōu)點(diǎn)。即關(guān)斷時(shí)，每個(gè)開關(guān)管僅承受一倍直流輸入電壓（單端正激變換器中為兩倍直流輸入電壓）。另外，關(guān)斷時(shí)也不出現(xiàn)漏感尖峰。 曾指出，考慮到15%的瞬態(tài)誤差、0%的穩(wěn)態(tài)誤差和30%的漏感尖峰，交流輸入為額定電壓120V的單端正激變換器的關(guān)斷電壓應(yīng)力高達(dá)550V。 盡管許多雙極型晶體管額定V。高達(dá)650V甚至850V，能夠承受這樣的電壓應(yīng)力，但使用只承受一半關(guān)斷電壓應(yīng)力的雙端正激變換器要更可靠。可靠性是開關(guān)電源適配器設(shè)計(jì)中重要的考慮因素。若權(quán)衡可靠性與原始成本，則較好的、從長(zhǎng)遠(yuǎn)看也是較經(jīng)濟(jì)的選擇是可靠性。 而且，對(duì)于用于歐洲市場(chǎng)的電源適配器（那里交流電壓為220V，整流后額定直流電壓約為308V），根本不能使用單端正激變換器，因?yàn)殚_關(guān)管關(guān)斷時(shí)電壓應(yīng)力太大。用于歐洲市場(chǎng)的產(chǎn)品，只能采用雙端正激變換器、半橋或全橋電路。 下面來樣定做電源適配器雙端正激變換器的工作原理。如圖所示，Q1和Q2分別串接于變壓器初級(jí)的頂端和底端。兩個(gè)開關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通和關(guān)斷。當(dāng)它們導(dǎo)通時(shí)，所有初級(jí)和次級(jí)的同名端為正功率傳遞給負(fù)載。當(dāng)它們關(guān)斷時(shí)，存儲(chǔ)于們勵(lì)磁電感上的電流使所有繞組電壓極性反向。Np的同名端電位被二極管D1鉗位至地電位。N的異名端電位被二極管D2鉗位于Vdc。
日本認(rèn)證電源適配器雙端正激變換器。開關(guān)管Q1和Q2同時(shí)導(dǎo)通和關(guān)斷。二極管D和D2的作用是使Q1和Q2的較大關(guān)斷電壓應(yīng)力為V，而圖所示的正激變換器較大關(guān)斷電壓應(yīng)力為漏感尖峰加上22V 所以，Q1的發(fā)射極電壓不會(huì)超過V，02的集電極電壓也不會(huì)超過V。漏感尖峰被鉗位，使任一開關(guān)管的較大電壓應(yīng)力都不會(huì)超過較大直流輸入電壓。 電路更顯著的優(yōu)點(diǎn)是沒有漏感能量消耗。開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，存儲(chǔ)于漏感中的所有能量不是消耗于電阻元件或功率開關(guān)管內(nèi)，而是在開關(guān)管關(guān)斷時(shí)通過D1和D2回饋給V。漏感電流從N的異名端流出，經(jīng)D2流入V的正極，然后從其負(fù)極流出，經(jīng)D返回到N，的同名端。考察圖所示的電路會(huì)發(fā)現(xiàn)，只要保證復(fù)位時(shí)間等于導(dǎo)通時(shí)間，則磁心總能復(fù)位。因?yàn)殚_關(guān)管關(guān)斷時(shí)，N上的反向電壓與導(dǎo)通時(shí)其上的正向電壓相等。因此，若不需要較大導(dǎo)通時(shí)間超過半周期的80%，使下半周期開始前有20%的安全裕量，則磁心總能成功地復(fù)位。選擇足夠大的次級(jí)匝數(shù)，使V較小時(shí)次級(jí)電壓峰值與大占空比04的乘積等于所需輸出電壓，就可達(dá)到上述要求。 電源適配器實(shí)際輸出功率的限制 一定要注意，這種拓?fù)渑c單端正激變換器一樣，每周期仍只有一個(gè)功率脈沖。因此，無(wú)論是單端或雙端結(jié)構(gòu)，給定磁心能提供的實(shí)際功率均相等。談到，單端拓?fù)涞膹?fù)位繞組僅用于開關(guān)管關(guān)斷時(shí)通過勵(lì)磁電流。由于這個(gè)電流很小，只用線徑為30號(hào)甚至更小的導(dǎo)線繞制即可。若使用同樣的磁心，即使雙端拓?fù)錄]有復(fù)位繞組也不允許利用加大功率繞組線徑的方法來提高輸出功率。 由于開關(guān)管較大電壓應(yīng)力不大于較大直流輸入電壓，所以討論的單端正激變換器200W的實(shí)際功率限制不再成立。隨著雙端正激變換器電壓應(yīng)力的下降，輸出功率可達(dá)到400~500W，且滿足所需電壓和電流及增益要求的廉價(jià)開關(guān)管也很容易買到。 下面考慮一個(gè)額定交流輸入為120V，且具有±10%穩(wěn)態(tài)誤差和±15%瞬態(tài)誤差的雙端正激變換器。它的較大整流直流電壓為1.41×120×1.1×1.15=214V，較小整流直流電壓為1.41×120÷1.1+1.15=134V，初級(jí)等效平頂電流幅值為lpft=3.13Po／Vdc，當(dāng)Po=400W，Ipft=9.6A。市場(chǎng)上有很多滿足這種要求的開關(guān)管（雙極型和 MOSFET），并且增益足夠，價(jià)格低廉。 GS電源適配器雙端正激變換器由120V交流供電時(shí)，一個(gè)較好的替代方案是接入倍壓電路。這種電路能使電壓應(yīng)力加倍至428V，使電流幅值減半至4.8A。4.8A的初級(jí)電流，會(huì)使RFI問題減輕。如果關(guān)斷時(shí)刻有反向偏置為-1~-5V（額定Vcev），則額定Vceo為400V的雙極型晶體管很容易承受428V電壓。
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| | 發(fā)布時(shí)間：2019.01.25 來源：電源適配器廠家 |
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