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双管正激变换器开关管的电压应力等于输入电压,关断时也不可能会出现漏感尖峰,加上结构相对比较简单、可靠性高,在高输入电压的中、大功率场合得到普遍的应用。
对于PWM变换器的控制环路,传统的方法使用状态空间平均法,求出小信号模型,来设计控制环路。
SABER与其他仿真软件相比,具有更丰富的元件库和更精确的仿真描述能力,真实性更好。
特别是在电源领域的先天优势,借助其强大的仿真功能缩短电源产品的上市时间。
目前,用SABER软件设计控制环路尚不多见,基于此,提出用SABER仿真设计双管正激参数及控制环路。
基于MAX5051的参考设计MAX5051是一款钳位式、双开关电源控制器IC。这款控制芯片可应用于正激或反激结构,输入电压范围是11V至76V。它针对各种可能的故障提供全面的保护机制,实现高度可靠的电源。当与副边同步整流器配合工作时,电源效率很容易达到92% (3.3V输出电源,工作于48V总线);集成的高侧和低侧栅极驱动器可为两个外部N沟道MOSFET提供峰值在2A以上的栅极驱动电流;低启动电流降低了启动电阻上的功率损耗;带有前馈控制的电压模式控制方案可提供优异的线路抑制,同时又避免了传统的电流模式控制方案的缺陷。MAX5051电源控制器可以在主侧或副侧并联工作,必要时可用来设计冗余电源系统。当主侧并联工作时,通过专用引脚可同时唤醒或关断所有并联单元,以防止在启动或故障情况下发生电流失衡。MAX5051通过产生一路超前信号用于驱动副边同步MOSFET,以避免副边同步整流管和续流管的同时导通。利用特有的主侧同步输入/输出引脚,可使两个主侧电路相差180工作,增加输出功率并降低输入纹波电流。Maxim电源部制作了一款基于MAX5051的隔离电源模块,图2是详细的电气原理图。我们将该电源模块与市场上流行的电流模式同步整流推挽电源模块(这里我们称其为非定制模块)进行了比较,从所测试的效率曲线)能够准确的看出,基于MAX5051的模块效率显著提升。轻载时,比如1A输出负载,MAX5051模块电源的效率大于62%,而非定制模块的效率则小于58%。在输出功率为半载时(7.5A),MAX5051模块效率为92%,非定制模块效率是88%。满功率负载时,MAX5051模块电源的效率仍比非定制模块效率高出4%。从效率曲线对比,能得出双管正激电路能够更好的满足模块电源高效率的要求。
双管正激电路是一种常用的电子电路,它能轻松实现对电路的正激控制,大范围的应用于各种电子设备中。
在本文中,我们将详细的介绍双管正激电路的工作原理,以便更好地理解和应用这一电路。
在电路中,主管和辅管分别由控制电路控制,通过不同的控制信号来实现对电路的正激控制。
在实际工作中,当主管被导通时,辅管处于关断状态;当主管被关断时,辅管则被导通。
这样,通过对主管和辅管的控制,能轻松实现对电路的正激控制,以此来实现对电路的开关操作。
双管正激电路的工作原理可以简单概括为,当主管导通时,电流通过主管和负载,以此来实现对负载的供电;当主管关断时,电流通过辅管和负载,继续对负载进行供电。
这样,通过主管和辅管的交替导通和关断,能轻松实现对负载的持续供电,以此来实现对电路的正激控制。
例如,在电源开关、逆变器、变频器等电子设备中,都能够正常的看到双管正激电路的身影。
总之,双管正激电路是一种很重要的电子电路,它通过对主管和辅管的控制,实现对电路的正激控制,具有广泛的应用前景。
通过本文的介绍,相信我们大家对双管正激电路的工作原理有了更深入的了解,希望能对大家的学习和工作有所帮助。
双管正激电路是一种具有很好的稳定性及输出功率大的线性供电电路,它能够比纯管得到更高效稳定的发射信号。
首先介绍普通管,它的基本电路如下:普通管的放大场由一阶串联电容器C1,C2,C3以及一个负调压电阻R构成。
当电压U增加时,C1 将会存储电荷,然后电荷释放至C2,再从C2输出至C3,这时C3上聚集的电荷将会使普通管的截止电压大幅上升。
此时,在普通管正序输出极端,和负序输出极端上形成了双电容C1,C2,C3之间共阴共叠电容,其中两个阴极分别接在了普通管的正序极端。
正激管之间连接的电路如下:正激管与前面提到的普通管的输出极之间的电容C4一般是比较小的,其连接下游的正激管的基极。
表明,正激管可以从负序输出极(也就是普通管的正序极)向基极发射电荷,积累的电荷将有利于保持普通管的截止电压稳定在一定的水平上。
因此,普通管和正激管组合在一起,能够有效地抑制普通管的失真,提高双管正激电路的信号稳定性,从而得到更出色的发射信号。
总之,双管正激电路是一种具有优良稳定性的线性供电电路,由两个电子管:一个为普通管,另一个为正激管构成,它能够比纯管得到更高效稳定的发射信号,是电子科技类产品设计中主要技术之一。
3845双管正激开关工作原理引言:3845双管正激开关是一种常用的电子元器件,大范围的应用于电源管理、电机控制、逆变器等领域。
一、工作原理3845双管正激开关主要由比较器、SR锁存器、PWM波形发生器、误差放大器以及输出级等部分组成。
其工作原理如下:1.1 比较器比较器是3845双管正激开关的核心部分之一,它用于将参考电压和反馈电压作比较,产生一个脉冲信号作为PWM波形发生器的输入。
1.2 SR锁存器SR锁存器用于将比较器输出的脉冲信号锁存,然后将其传递给PWM 波形发生器。
SR锁存器的输入端分别连接比较器的输出和复位端,经过控制复位端的高低电平,能轻松实现对锁存器的控制。
1.3 PWM波形发生器PWM波形发生器根据SR锁存器的输出信号产生一个周期为T的PWM 波形信号。
这个PWM波形信号的占空比由SR锁存器的输出信号决定,当输出信号为高电平时,占空比为0%,当输出信号为低电平时,占空比为100%。
1.4 误差放大器误差放大器用于将参考电压和反馈电压之间的误差放大,然后输出给比较器进行比较。
1.5 输出级输出级根据PWM波形发生器的输出信号控制开关管的导通和截止,以此来实现对电源的调节和控制。
二、特点3845双管正激开关具有以下几个特点:2.1 宽输入电压范围3845双管正激开关能适应较宽的输入电压范围,从几伏到几十伏都能够顺利工作。
2.2 高效率由于采用了PWM调制技术,3845双管正激开关在工作时可以在一定程度上完成高效率的能量转换,由此减少能量的损耗。
2.3 稳定性高3845双管正激开关在工作过程中拥有非常良好的稳定性,可以在一定程度上完成快速的响应和精确的电压调节。
2.4 多种保护功能3845双管正激开关内部集成了多种保护功能,如过温保护、过压保护、过流保护等,可以轻松又有效保护电路和负载的安全。
三、应用3845双管正激开关大范围的应用于电源管理、电机控制、逆变器等领域。
3.1 电源管理在电源管理中,3845双管正激开关能轻松实现对电源输出电压的稳定调节和控制,保证电源的稳定性和可靠性。
1. 高效能:双管正激开关电源采用了双管拓扑结构,通过两个开关管之间的协同工作,有效地减小了功率开关管的损耗,来提升了整体的转换效率。
这种设计能够使电源在保持稳定工作的同时,大幅度降低功率损耗,提高了能源利用率。
2. 稳定性:双管正激开关电源通过合理的电路设计和控制算法,能够保持输出电压的稳定性和精准性,有效地避免了电压波动和脉动等问题,保证了供电的稳定性和可靠性。
这种设计理念在工业控制、通信设施等对电源稳定性要求高的领域具有很大的应用潜力。
3. 节能环保:双管正激开关电源在设计中注重了节能环保的理念,通过高效的转换结构和控制算法,能够更好的降低功耗,减少能源浪费。
同时,该设计还采用了环保材料和生产的基本工艺,尽可能减少对环境的污染,符合可持续发展的要求。
4. 可靠性:双管正激开关电源在设计中考虑了系统的可靠性和稳定能力,采用了多重保护机制和自动故障诊断功能,能够及时有效地发现并处理电路中的故障,确保电源运行的安全可靠。
这种设计理念在需要长时间连续工作和高稳定性要求的应用场景中具有很大的优势。
总的来说,是以高效能、稳定性、节能环保和可靠性为核心,通过合理的电路结构和控制算法,充分的发挥开关电源的优势,为各种应用领域提供稳定可靠的电力支持。
这种设计思路不仅满足了现代电子科技类产品对电源性能的要求,还有助于提升整体能源利用效率,促进清洁能源的发展和利用。
双mos管正激隔离驱动电路双MOS管正激隔离驱动电路是一种常用的隔离型电源拓扑,它采用两个MOSFET作为开关器件,通常用于高效率、高功率密度的应用中。
这种电路的工作原理是通过第一个MOSFET(称为高侧MOSFET)来控制输入电压与输出电压之间的隔离,而第二个MOSFET(称为低侧MOSFET)则用来控制负载的供电。
以下是一个基本的双MOS管正激隔离驱动电路的原理描述:1. 输入侧(高侧):输入电压通过一个整流器(如二极管)后,为高侧MOSFET提供驱动电压。
高侧MOSFET的栅极由一个驱动电路控制,该驱动电路能产生足够快的开关信号,以控制MOSFET的导通和截止。
2. 隔离变压器:隔离变压器的高压侧连接到高侧MOSFET的源极,低压侧则连接到低侧MOSFET的栅极。
变压器的作用是实现输入与输出之间的电气隔离,同时提升或降低输出电压,以适应不一样的负载需求。
3. 输出侧(低侧):低侧MOSFET的源极连接到负载,而栅极则由隔离变压器的次级绕组提供驱动信号。
当高侧MOSFET导通时,隔离变压器的初级绕组与次级绕组之间的磁链增加,从而在次级绕组中产生电动势,驱动低侧MOSFET导通,为负载供电。
当高侧MOSFET截止时,低侧MOSFET也会随之截止,切断负载的供电。
4. 驱动电路:驱动电路通常包括脉冲宽度调制(PWM)控制器,它根据负载需求生成高侧和低侧MOSFET的开关信号。
驱动电路需要出示足够的电流来快速充放电MOSFET的栅极电容,以确保开关动作的快速完成。
5. 钳位电路:为保护MOSFET不受到输入电压或负载电压的过高影响,通常会设计钳位电路,以限制MOSFET的源漏电压。
然而,设计时必须要格外注意的问题包括MOSFET的选择、驱动电路的设计、变压器的设计、开关频率的选择、EMI的抑制等。
为了确保电路的稳定性和可靠性,还需要仔细考虑电路的温升控制、过流保护、过压保护等保护措施。
双管正激电路一、引言双管正激电路是一种常见的电子电路,大多数都用在驱动高频输出变压器。
其中,晶体管分别作为开关管和工作管,变压器用于实现电压转换,输入电源提供电能,负载接收输出信号。
2.1 开关管开关管一般会用功率MOS管或者开关型晶体管,其基本功能是控制输出信号的开关。
2.2 工作管工作管一般都会采用功率晶体管,其基本功能是放大输出信号,并将其传输给负载。
2.3 变压器变压器是双管正激电路中的重要组成部分,其作用是实现电压转换。
三、特点及优势双管正激电路在实际应用中具有以下特点和优势:3.1 高效率双管正激电路通过合理匹配开关管和工作管,能轻松实现较高的转换效率。
3.2 输出稳定双管正激电路通过开关管的控制,能轻松实现输出信号的开关,从而使得输出信号更加稳定。
3.3 适合使用的范围广双管正激电路能适用于多种应用领域,例如电源供应、驱动电路等。
3.4 成本低廉由于双管正激电路采取的器件和元器件成本较低,生产和应用成本相对较低。
四、设计方法4.1 选择晶体管在设计双管正激电路时,应该要依据实际的需求选择正真适合的晶体管。
晶体管的参数包括最大电流、上限功率、开关速度等,这些参数对电路的性能有着重要的影响。
基于 N C P 1 2 5 2 A和 F A N6 2 0 4的双 管正激 电路 设计 与实 验研 究
Ke y wo r d s : t w o — s w i t c h f o r w a r d , " s y n c h r o n o u s r e c t i ic f a t i o n , ’ NC P 1 2 5 2 A, " F A N6 2 0 4
C i n 为 输入 直流 滤波 电容 ,Q1和 Q 2 为 主 功 率 开 关 管 ,D1 、D2 和 C1 、C 2 分 别 为 Q1和 Q 2 的 内部 寄 生 的 反 并 联 二 极 管和 电 容 ,D 3 、C3
和 D4 、C 4分 别 为 变 压 器 磁 通 复 位 二 极 管 及 其 寄 生 的 并 联 电容 ,T为 主变 压 器 ,D R 和 DF为 输 出
( H u b e i Un i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , Wu h a n 4 3 0 0 6 8 , C h i n a )
A b s t r a c t : A s t h e c o mmo n s e l f - d r i v e s y n c h r o n o u s r e c t fc i a t i o n c i r c u i t i s c o m pl e x ,l o w e f ic f i e n c y a n d l o w双管正激电路工作原理
双管正激电路工作原理双管正激电路也被称为双开关正激电路,是一种常见的开关电源电路,用于将输入电压变换为稳定输出电压的电路。
它具有简单、高效、成本低廉等优点,在诸如计算机、通信设施、电器等领域广泛应用。
双管正激电路基础原理:双管正激电路由两个功率开关管(也称为开关管或肖特基二极管)组成,通常一对开关管由正激控制芯片负责驱动。
其中,一个开关管用于控制输入电压的正半周,另一个开关管则用于控制输入电压的负半周。
这样,通过不断地交替开关这两个开关管,可以将输入电压进行相对有效的变换和整流,从而得到稳定的输出电压。
双管正激电路主要包含以下几个关键部分:1. 输入滤波器(LC滤波器): 输入滤波器大多数都用在对输入电压进行滤波和去除高频噪声,确保电路内部工作时电压稳定恒定。
通常,输入滤波器由电感(L)和电容(C)组成,电感对高频信号具有阻断作用,而电容则用于对输入电压进行储能。
它用于将输入交流电压经过变换,得到合适的输入电压,通常是较高的交流电压。
3. 开关管: 开关管是双管正激电路的核心部件,其作用是将输入电压进行切割和调整,以实现输出电压的稳定。
开关管需要可承受较高的电压和电流,并具有快速的开关速度,以确保电路的正常工作。
4. 输出滤波器(LC滤波器): 输出滤波器大多数都用在去除开关过程中产生的高频噪音和纹波,使输出电压更加稳定。
它通过监测输出电压并将信息反馈给正激控制芯片,对开关管的开关时间和频率做调整,以保持输出电压在设定范围内。
双管正激电路的工作过程如下:1. 输入交流电压经过变压器变换后,得到较高的交流电压。
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双管正激拓扑一.概述双管正激拓扑电路是一种在单端正激拓扑上衍生出来的一种拓扑电路。
经过实践证明,这种拓扑的电路具有电路简单,可靠性高,元器件较单端电路容易选取等特点。
二.简介双管正激变换器拓扑结构由两个功率开关管和两个二极管构成,当两个开关管和同时关断时,磁通复位电路的两个二极管和同时导通,输入的电流母线电压Vin反向加在变压器的初级的励磁电感上,初级的励磁电感在Vin的作用下励磁电流从最大值线,从而完成变压器磁通的复位,并将储存在电感中的能量返回到输入端,没有功率损耗,来提升电源的效率;此外,每个功率开关管理论的电压应力为直流母线电压,这样就可以选取相比来说较低耐压的功率MOSFET管,成本低,而且较低耐压的功率MOSFET的导通电阻小,能更加进一步提高效率。
三.应用范围双管正激变换器广泛的应用于台式计算机的主电源,中等功率的通信电源及大功率通信电源、变频器等三相电路的辅助电源中。
四.基本工作原理和关键点的波形双管正激变换器的拓扑结构如图1所示,其中Cin为输入直流滤波电解电容,Q1和Q2为主功率开关管,D1、D2和C1、C2分别为Q1和Q2的内部寄生的反并联二极管和电容,D3、C3和D4、C4分别为变压器磁通复位二极管及其寄生的并联电容,不考虑Q2的漏极与散热片间的寄生电容,T为主变压器,DR和DF为输出整流及续流二极管,Lf和Co输出滤波电感和电容。
初级的励磁电感电流和漏感的电流不能 突变,必须维持原方向流动,因此 C1, Ch (散热片寄生电容)和 C2充电,其电压从0逐渐上升,C3和C4放电,其电压 由Vin 逐渐下降。
由上面公式可得:在理想的模型下, G C 2,C 3 C 4,C 1 C 3 C 2 C 4所以在t1时刻C3和C4的电压下降 到0,同时C1和C1的电压上升到Vin ,D3和D4将导通,系统进入下一个过程。
在实际的工作中,事实上散热器的寄生电容不能忽略,这个电容将参与变压器磁通复位的过程。
Q1和Q2漏极与散热片间的寄生电容的大小与漏极的面积及漏极与散热片的距离相 关。
实际上,对于交流信号模型来说,此寄生电容相当于短路,因此在交流等效电路中可以不必考虑。
Q2的漏极电位在开关的过程中处于变化的状态, 因此在开关的过程中,Q2S 极与散热片 间的寄生电容将有电流通过。
电容值 越大,功率管漏源极电压随时间的变化率 dU ds 越小,从而减小了功率管的开关应力,并降dt低了功率管关断的功耗,并且低的dU ds 对EMI 也有改善;但是在功率管开通时,电容上储存dt的能量将通过功率管放电,产生开通损耗,形成开通的电流尖峰和噪声。
注意到散热器的寄生电容 Ch 和C2及C4的总和大于C 俐C3的和:C 1 C 3 C 2 C 4 Ch所以此模式结束时,C3的电压由Vin 下降到0时,C2的电压并不到Vin ,此时由于C3的 电压为0,D3将正向偏置导通,将 C3的电压箝位于0。
事实上在此过程中,当初级电压大于0即u C2 U C3时,,初级变压器电感仍处于正向励磁,电流增加,而且次级电感电流将反射到初级, 参与电路的谐振。
当其电压过 0后,在很短的 时间,次级整流和续注二极管换流使次级处于短路, 次级电感电流将不能反射到初级, 也就不参与电路的谐振。
变压器的励磁电流逐渐减小到 0,然后反向励磁,变压器的电流过0时D3自然关断,系统进 入下一个过程。
在t3时刻D3自然关断,Q1和Q2仍然为关断,变压器在Ch和C2, C4的作用下反向励磁,相关的公式同于模式1,仅仅是电容的电压与变压器励磁电流的初始值不同。
当C2和C3电压谐振到相等时,C2和C3的电压将维持不变,直到Q1和Q2导通、系统进入下一个过程。
第二.工作波形及讨论一个双管正激电源系统在空载、中等负载和满载时的工作波形如下图3所示。
图中,蓝色为下管的电流波形,棕色为下管的漏源极DS的电压波形,绿色为上管的电流波形,红色为上管的漏源极DS的电压波形。
图3(b)从波形不难得知,中等负载时,当开关管关断后,由于有负载的反射电流,在模式1中反射电流和漏感的能量在如此短的时间内足以抽光C1和C3的能量,上管的漏源极电压迅速(红色)上升到母线导通,而此时下管的漏源极电压(棕色)即C2电压则小于母线与初级电感谐振对其复位,由波形可见:电容C3的电压谐振上升。
当变压器电感的电流谐振为0时,储存在变压器电感中的所有的能量转移到电容C2。
电容C2的电压达到最大值;此后电容C2的电压谐振下降,注意到C1电压谐振下降即C3的电压谐振上升,当电容C2和C3的电压相等时,谐振过程停止电容C2和C3维持电压不变。
图3(c)从波形能够准确的看出,全负载时,当开关管关断后,在模式1中足够大的负载的反射电流和和漏感的能量在如此短的时间内足以抽光C1和C3的能量,上管的漏源极电压迅速(红色)上升到母线导通,而此时下管的漏源极电压(棕色)即C2电压则小于母线与初级电感谐振对其复位,由于漏感的能量的足够大,电容C3的电压也很快谐振上升到Vin并箝位于此值,此时D4导通,D3和D4都导通,变压器的励磁电感在Vin的作用下去磁,电流不断下降,能量全部返回到输入的滤波电解电容中,变压器的励磁电感电流下降为0时,D3和D4都自然关断,系统进入模式3。
模式3的谐振完全结束后,在不同的负载条件下,电容C2和C3的稳定电压随输出负载的变化而变化,而不是通常人们所认为的恒定等于等于Vin/2。
不同的负载条件下,负载反射电流和漏感的电流影响的变压器的去磁模式,从而也影响到此电压值的大小。
从波形能够准确的看出,图4所示为功率MOSFET管漏源极电压变化的斜率,非常的明显,下管(棕色)波形电压变化的斜率坠小于上管(红色),这表明下管总的漏源极的寄生电容大于上管。
②变压器励磁电感去磁后将进入反向磁化,反向磁化结束后两管的所承受的电压值并不相同。
中间某一个负载时,上管和下管的电压等于Vin/2 ;全空载时,上管的电压小于Vin/2,下管的电压大于Vin/2。
③上管与散热器的寄生电容不影响复位工作,下管与散热器的寄生电容参与谐振复位的工作过程。
五. 设计举例分析下面实例为输入390Vdc( PFC勺输出),输出为28V,15A,总功率为420VW勺一款电源设计。
1. 电参数设计电参数计算包含功率回路、滤波回路、反馈回路、保护回路、供电回路、驱动电路。
第一部分功率器件的选择功率器件包括:输入侧功率开关管和输出侧整(续)流二极管。
1、功率开关管的选取:根据拓扑形式和开关频率的要求,选择N沟道的功率MOSFE。