第三章05-晶體管單端正激式直流變換器

1、第三章第三章直流變換器直流變換器第五節(jié)第五節(jié) 晶體管單端正激式直流變換器晶體管單端正激式直流變換器正激式正激式：晶體管：晶體管VT導(dǎo)通時(shí)，變壓導(dǎo)通時(shí)，變壓器次級(jí)電壓隨即使整流二極管器次級(jí)電壓隨即使整流二極管VD1導(dǎo)通；導(dǎo)通；VT 截止時(shí)，整流二極管截止時(shí)，整流二極管VD1隨即截止。隨即截止。PiuppNPL初級(jí)繞組初級(jí)繞組ussisNsL次級(jí)繞組次級(jí)繞組FiuFFNFL回能繞組回能繞組導(dǎo)通期導(dǎo)通期us)( up)( )( Fu截止期截止期up)( us)( uF)( VD2為續(xù)流二極管為續(xù)流二極管,VD1為高頻整流二極管為高頻整流二極管VD3回能二極管回能二極管電感電感L為儲(chǔ)能電感為儲(chǔ)能電感

2、同銘端同銘端第三章第三章 直流變換器直流變換器一、工作原理一、工作原理 1.晶體管導(dǎo)通期晶體管導(dǎo)通期ton:左右左右VuVT1 ipuu )(,)()(spspNNuu pisppssNuNuNNu )()(VD1導(dǎo)通，導(dǎo)通，左右左右VuVD1)(1 pissNuNuu )(0VD2截止，截止，iiiLVDS 1電感電感L儲(chǔ)存能量?jī)?chǔ)存能量,電感上的電流電感上的電流iL不能突變，不能突變，所以所以iL(is)是漸增。是漸增。,)(dtdiLuLL 00)()(uNNuuuupsisL LuNNuLudtdipsiLL/)(0)( )(1iiiVDSL是直線上升。是直線上升。LLLVDsIIIII

3、 minmaxmax1maxLtuutLuIonsonLL)(0)()( ip電流分為兩部分：電流分為兩部分：PMspiii psssNNii 直直線線增增加加直直線線增增加加，ssiiiPM(激磁電流）它攜帶的能量?jī)?chǔ)存在變壓器中。激磁電流）它攜帶的能量?jī)?chǔ)存在變壓器中。dtdNdtdiLuppMpp )(ipuu )(iPM直線增加直線增加oniPMtLuI ，直直線線增增加加sPMPVTiiii pipppMLuLudtdi )(2.晶體管截止期晶體管截止期toff: VT截止，截止，ip突減為突減為0，變壓器電壓反向，變壓器電壓反向，VD1截止，電感上的電流截止，電感上的電流iL不能突變，

4、用不能突變，用VD2續(xù)流。電感向負(fù)載供電。續(xù)流。電感向負(fù)載供電。uL 方向：方向： 左（）左（） 右（）右（） 大小：大?。?)0,LLLdiuLuudt 直線下降直線下降LLLiLuLudtdi,0 LLmVDIIII min2LminLtuILtuIoffLmonLLm0)( 在在ton末，變壓器儲(chǔ)能為末，變壓器儲(chǔ)能為221PMmpILw 當(dāng)當(dāng)VT截止時(shí)，截止時(shí)，0 spii此儲(chǔ)能無處釋放，變壓器初級(jí)和次級(jí)都會(huì)感應(yīng)出此儲(chǔ)能無處釋放，變壓器初級(jí)和次級(jí)都會(huì)感應(yīng)出高電壓，使高電壓，使VT和和VD1擊穿損壞。增加一回能繞組擊穿損壞。增加一回能繞組NF，將能量饋送回電源。，將能量饋送回電源。)10(

5、,33)(VuuuuuVDiVDiF 因因?yàn)闉镕pipFpFpNNuuNNuu )()()(,FsisFsFsNNuuNNuu )()()(,在在ton末期，變壓器的磁勢(shì)末期，變壓器的磁勢(shì)pPMmNiiN 磁勢(shì)不能發(fā)生突變：磁勢(shì)不能發(fā)生突變：FFmpPMmNiNi FpPMmFmNNii 下下降降磁磁FFFiiLw,212 直直線線下下降降FFiFFFFiLudtdidtdiLu,)( 設(shè)設(shè)VD3的導(dǎo)通時(shí)間為的導(dǎo)通時(shí)間為tVD3,在在tVD3內(nèi)，回能繞內(nèi)，回能繞組將能量完全回饋回電源。組將能量完全回饋回電源。二、輸出與輸入電壓的關(guān)系式二、輸出與輸入電壓的關(guān)系式 輸出電壓輸出電壓u0等于濾波前電

6、壓等于濾波前電壓u0的平均值。的平均值。Ttuuons/)(0 pspsNDNuDu)()( nDuNDNuuipsi 0可見，改變可見，改變D、n都可得到不同的都可得到不同的u0三、臨界狀態(tài)：三、臨界狀態(tài)： 臨界狀態(tài)臨界狀態(tài):電感電感L在導(dǎo)通期時(shí)儲(chǔ)存能量，在截止在導(dǎo)通期時(shí)儲(chǔ)存能量，在截止期釋放能量，在截止期末的一瞬間剛好把能量釋放期釋放能量，在截止期末的一瞬間剛好把能量釋放完。完。I0等于電感電流的平均值，等于電感電流增量等于電感電流的平均值，等于電感電流增量的一半。的一半。LtuuLtuIIonsonLLoc2)(220)()( oconscItuuL2)(0)( 四、四、VT的受壓波形：

7、的受壓波形：,)()(FpFpNNuu VutVTon1: iFpipiVTVDuNNuuuut )(3:iVTVDoffuutt :3五、五、Np/NF的選擇：的選擇： Np/NF的選擇，必須使的選擇，必須使 才能保證在才能保證在toff期間，變壓器的磁通復(fù)位。期間，變壓器的磁通復(fù)位。offVDtt 3（1）3)()(VDponptutu 3VDFpionitNNutu ,3VDonFpttNN Np/NF的選擇必須使的選擇必須使offVDtt 3（2）在）在tVD3期間：期間：iFpipiVTuNNuuuu )(Np/NF的選擇不能過大，否則的選擇不能過大，否則uVT太高太高六、雙管單端正

8、激式開關(guān)電源六、雙管單端正激式開關(guān)電源開關(guān)管在開關(guān)管在tVD3期間，所承受的壓力僅為期間，所承受的壓力僅為Ui初級(jí)繞組又做回能繞組初級(jí)繞組又做回能繞組2. 能方便的實(shí)現(xiàn)多路輸出。能方便的實(shí)現(xiàn)多路輸出。3. 保持占空比保持占空比D最佳范圍內(nèi)的情最佳范圍內(nèi)的情況下況下 ，可通過改變高頻變壓器，可通過改變高頻變壓器的原、副邊繞組的匝數(shù)比的原、副邊繞組的匝數(shù)比n，使，使電源滿足穩(wěn)壓范圍的要求。電源滿足穩(wěn)壓范圍的要求。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 單端正激、反激電源的高頻單端正激、反激電源的高頻變壓器磁芯僅工作在磁帶回線的變壓器磁芯僅工作在磁帶回線的一側(cè)，因而利用率和效率都低，一側(cè)，因而利用率和效率都低，故它們一般只用于中、小功率的故它們一般只用于中、小功率的開關(guān)電源。開關(guān)電源。七、單端正激式開關(guān)電源的優(yōu)缺點(diǎn)：七、單端正激式開關(guān)電源的優(yōu)缺點(diǎn)： 1.它利用高頻變壓器原、副邊繞組隔離的特點(diǎn)，可方便的它利用高頻變壓器原、副邊繞組隔離的特點(diǎn)，可方便的實(shí)現(xiàn)交流電網(wǎng)和直流輸出端架之間的隔離（電氣隔離）實(shí)現(xiàn)交流電