開(kāi)關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)(連載二十八)整流輸出推挽式變壓器開(kāi)關(guān)電源
從圖1-32-e)可以看出,輸出電壓uo雖然還是由兩個(gè)部分組成,一部分為輸入電壓Ui通過(guò)變壓器初級(jí)線圈N1繞組或N2感應(yīng)到次級(jí)線圈N3繞組的正激式輸出電壓(uo);另一部分為勵(lì)磁電流通過(guò)變壓器初級(jí)線圈N1繞組或N2繞組存儲(chǔ)的能量產(chǎn)生的反激式輸出電壓[uo];這里反激式輸出電壓[uo]不會(huì)再使波形產(chǎn)生反沖,是因?yàn)閮?chǔ)能濾波電容會(huì)把反沖電壓吸收掉,使其成為充電流。
由于推挽式變壓器開(kāi)關(guān)電源輸出電壓的半波平均值Upa幅值基本上是穩(wěn)定的,它不會(huì)像反激式輸出開(kāi)關(guān)電源那樣,輸出電壓的幅值隨著控制開(kāi)關(guān)占空比的改變而改變。因此,如果需要調(diào)整推挽式變壓器開(kāi)關(guān)電源輸出電壓,只能通過(guò)改變兩個(gè)控制開(kāi)關(guān)的占空比,來(lái)改變輸出電壓的平均值。因此,在輸出電壓可調(diào)的推挽式變壓器開(kāi)關(guān)電源電路中,必須要在整流輸出電路后面加接一個(gè)LC儲(chǔ)能濾波電路,才能從整流輸出的脈動(dòng)直流電壓中提取平均值輸出。
圖1-33是輸出電壓可調(diào)的推挽式變壓器開(kāi)關(guān)電源電路。實(shí)際上圖1-33就是在圖1-31全波整流輸出推挽式變壓器開(kāi)關(guān)電源電路的基礎(chǔ)上,在整流輸出電路后面加接了一個(gè)LC儲(chǔ)能濾波電路。LC儲(chǔ)能濾波電路的工作原理與圖1-2串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源中的儲(chǔ)能濾波電路工作原理基本相同。不過(guò),在全波整流輸出的LC儲(chǔ)能濾波電路中可以省去一個(gè)續(xù)流二極管,因?yàn)橛糜谌ㄕ鞯膬蓚€(gè)二極管可以輪流充當(dāng)續(xù)流二極管的作用。關(guān)于LC儲(chǔ)能濾波電路的詳細(xì)工作原理,請(qǐng)參考《1-2-2.串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源輸出電壓濾波電路》章節(jié)。
由于圖1-33中兩個(gè)控制開(kāi)關(guān)占空比D的可調(diào)范圍很小(小于0.5),并且在一個(gè)周期內(nèi)兩個(gè)控制開(kāi)關(guān)均需要接通和關(guān)斷一次,因此,輸出電壓的可調(diào)范圍相對(duì)來(lái)說(shuō)要比單激式開(kāi)關(guān)電源輸出電壓的可調(diào)范圍小很多;但雙激式開(kāi)關(guān)電源比單激式開(kāi)關(guān)電源,具有輸出功率大、電壓紋波小、電壓輸出特性好等優(yōu)點(diǎn)。
圖1-34是輸出電壓可調(diào)的推挽式變壓器開(kāi)關(guān)電源各主要工作點(diǎn)的電壓、電流波形。
圖1-34-a)表示控制開(kāi)關(guān)K1接通時(shí),開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈N1繞組兩端的電壓波形;圖1-34-b)表示控制開(kāi)關(guān)K2接通時(shí),開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)線圈N2繞組兩端的電壓波形;圖1-34-c)表示控制開(kāi)關(guān)K1和K2輪流接通時(shí),開(kāi)關(guān)變壓器次級(jí)線圈N3繞組兩端輸出電壓uo的波形。圖1-34-d)表示開(kāi)關(guān)變壓器次級(jí)線圈N3繞組兩端輸出電壓經(jīng)全波整流后的電壓波形。
圖1-34-c)中,Up、Up-分別表示開(kāi)關(guān)變壓器次級(jí)線圈N3繞組兩端輸出電壓uo的正最大值(半波平均值)和負(fù)最大值(半波平均值),[Up]、[Up-]分別表示開(kāi)關(guān)變壓器次級(jí)線圈N3繞組兩端反激輸出電壓的正最大值(半波平均值)和負(fù)最大值(半波平均值)。
這里還需再次說(shuō)明,實(shí)際上反激輸出電壓[Up]和[Up-]的脈沖幅度都很高,只不過(guò)它的能量很小,即寬度很窄,其幅度被限幅和平均以后就變得很低了。在整流輸出電路中,反激輸出電壓[Up]、[Up-]的幅度一般都不會(huì)高于Up、Up-的幅度,其幅度高于Up、Up-將要被濾波電容兩端的電壓限幅,或通過(guò)變壓器兩個(gè)初級(jí)線圈的互感作用被輸入電源電壓限幅。
圖1-34-d)中,實(shí)線波形對(duì)應(yīng)控制開(kāi)關(guān)K1接通時(shí),開(kāi)關(guān)變壓器次級(jí)線圈N3繞組兩端輸出電壓經(jīng)橋式或全波整流后的波形;虛線波形對(duì)應(yīng)控制開(kāi)關(guān)K2接通時(shí),開(kāi)關(guān)變壓器次級(jí)線圈N3繞組兩端輸出電壓經(jīng)橋式或全波整流后的波形。Ua表示整流輸出電壓的平均值。
從圖1-34-d)可以看出,僅用儲(chǔ)能電容對(duì)整流輸出電壓進(jìn)行濾波,是很難從脈動(dòng)直流中取出輸出電壓的平均值的,必須同時(shí)使用儲(chǔ)能濾波電感才能取出輸出電壓的平均值。
評(píng)論