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双开关正激转换器及其应用设计

双开关正激转换器及其应用设计

点击数:7774 次   录入时间:03-04 11:53:39   整理:http://www.55dianzi.com   低压电器

 

摘要与三次绕组和RCD钳位等常见变压器磁芯复位技术相比,双开关正激技术不需要特殊的复位电路,更易于实现,且保证可靠的磁芯复位,适用的功率等级比单开关正激技术更高。安森美半导体的NCP1252是一款增强型双开关正激转换器,具有可调节开关频率及跳周期模式,带闩锁过流保护等多种保护特性,适合计算机ATX电源、交流适配器、UC38xx替代及其它任何需要低待机能耗的应用。

  单开关(或称单晶体管)正激转换器是一种最基本类型的基于变压器的隔离降压转换器,广泛用于需要大降压比的应用。这种转换器的优点包括只需单颗接地参考晶体管,及非脉冲输出电流减小输出电容的均方根纹波电流含量等。但这种转换器的功率能力小于半桥或全桥拓扑结构,且变压器需要磁芯复位,使这种转换器的最大占空比限制在约50%。此外,金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)开关的漏电压变化达输入电压的两倍或更多,使这种拓扑结构较难于用在较高输入电压的应用。

1:正激转换器不带磁芯复位与带磁芯复位之对比。   正激转换器中,变压器的磁芯单方向磁化,在每个开关周期都需要采用相应的措施来使磁芯复位到初始值,否则励磁电流会在每个开关周期增大,经历几个周期后会使磁芯饱和,损坏开关器件。相对而言,如果有磁芯复位,电流就不会在每个开关周期增大,电压会基于励磁电感(Lmag)反相并使磁芯复位。图1以单开关正激转换器为例,简要对比了无磁芯复位与有磁芯复位的电路图及励磁电感电流波形。   有3种常见的标准磁芯复位技术,分别是三次绕组,电阻、电容、二极管(RCD)钳位和双开关正激。三次绕组磁芯复位技术的电路示意图参见图1b),这种技术能够提供大于50%的占空比,但开关Q1的峰值电压可能大于输入电压的2倍,而且变压器有三次绕组,使变压器结构更复杂。RCD钳位磁芯复位技术也能使占空比大于50%,但需要写等式和仿真,以检验复位的正确性,让设计过程更复杂。RCD钳位技术的成本比三次绕组技术低,但由于复位电路中的钳位电阻消耗能量,影响了电源转换效率。


  2:双开关正激转换器电路原理图。

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