一新型無(wú)損箝位電路在單端正激電源中的應(yīng)用
7)在T5時(shí)刻,初級(jí)磁化電流減為零,箝位電容C2通過(guò)初級(jí)繞組N1、箝位繞組N3向電源VI放電,回送電容儲(chǔ)能,VS跌至VI。
8)下一時(shí)刻重復(fù)以上過(guò)程。
3 關(guān)鍵電路參數(shù)設(shè)計(jì)
(1)箝位電容計(jì)算
從上文分析可知,箝位電容C2的取值決定了功率管漏源間電壓VS超出VI值的多少,超出的電壓dVS近似計(jì)算方法見(jiàn)式 (1):
dVS =0.5(Io/Nps)(T2-T3)/C (1)
式中 Nps是初次級(jí)匝比,Io是負(fù)載電流。
因VS的上升時(shí)間與T2-T3間隔相比甚小,可忽略不計(jì),故
dT= T2-T3=LS(Io/ Nps)/VI (2)
式中是LS相對(duì)于初級(jí)繞組的初次級(jí)間漏感
聯(lián)解(1)、(2)式可得:
dVS =0.5(Io/Nps)(LS Io/Nps)/(VI×C)
=0.5LS(Io/Nps)2/(VI×C) (3)
(2)箝位二極管設(shè)計(jì)選擇
二極管D3的峰值電流定額必須大于Io/Nps,同時(shí)其平均電流定額IAV至少必須等于:
IAV=0.5(Io/Nps)(dT/T) (4)
式中T是開(kāi)關(guān)周期
二極管的電壓定額必須超過(guò)2VI
?。?)箝位繞組匝數(shù)計(jì)算
繞組匝數(shù)N3越多,電源允許的最大占空比越小,功率開(kāi)關(guān)管S上的電壓應(yīng)力越低,但占空比小,開(kāi)關(guān)變壓器的利用率低。綜合考慮最大占空比和開(kāi)關(guān)管的電壓應(yīng)力,一般選擇箝位繞組匝數(shù)和初級(jí)繞組匝數(shù)相同,即
N3=N1 (5)
4 應(yīng)用實(shí)例
設(shè)計(jì)了一應(yīng)用于輸入為220Vac(187Vac~242Vac)、輸出為20V/8A的正激變換高頻開(kāi)關(guān)電源,工作頻率是200kHz,最大占空比為0.45,采用新型無(wú)損箝位電路,銅線的趨膚深度為Δ=0.148mm。按照上述設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)的電源變壓器有關(guān)參數(shù)如下:
磁芯規(guī)格ETD34,磁芯材料為3F3, Philips;
初級(jí)繞組28匝;復(fù)位繞組28匝;次級(jí)繞組9匝。
設(shè)計(jì)出的變壓器的初級(jí)勵(lì)磁電感值實(shí)測(cè)為L(zhǎng)m=748.40μH,次級(jí)電感值實(shí)測(cè)為L(zhǎng)s=64.7μH,初級(jí)漏感電感值實(shí)測(cè)約為63μH,箝位電容C=4700Pf,箝位二極管選用MUR4100。
利用示波器測(cè)試其在輸入220VAC、輸出20V/8A條件下,功率開(kāi)關(guān)管漏源極電壓波形如下圖4所示,測(cè)試結(jié)果表明過(guò)壓尖峰得到了有效抑制,實(shí)現(xiàn)了無(wú)源無(wú)損箝位的目的。
5 結(jié) 語(yǔ)
本文介紹了一種無(wú)損箝位電路在單端正激電源中的應(yīng)用,著重分析了工作原理,并給出關(guān)鍵電路參數(shù)的設(shè)計(jì)。用一種峰值電流模式控制芯片UC1825設(shè)計(jì)的某型電源,已配套應(yīng)用于軍用、民用產(chǎn)品,取得了良好的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明非常有效地抑制了過(guò)壓尖峰,實(shí)現(xiàn)了無(wú)源無(wú)損箝位。這種新型電路,拓?fù)浜?jiǎn)單可靠,可移植于如單端正激、單端反激、SEPIC、CUK以及ZETA等拓?fù)潆娐分?,?yīng)用前景廣闊。
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