电源基本拓扑形式介绍课件

1、单端反激式桥资证冕群绍维利啦丈姥辛暴痴禄雪蘑辨传故览尹脂倡袒异朝缨寝礼主缚电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第1页，共45页。8/5/2022单端反激式说明电路工作过程如下：当M1导通时，它在变压器初级电感线圈中存储能量，与变压器次级相连的二极管VD处于反偏压状态，所以二极管VD截止，在变压器次级无电流流过，即没有能量传递给负载；当M1截止时，变压器次级电感线圈中的电压极性反转，使VD导通，给输出电容C充电，同时负载R上也有电流I流过。溅揣鲸元弄散棠魂躁彤桔瞪弃调凛丙埔抵屈崩躺汹怠摹契汝侮汇锗娜政术电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第2页，共45页。8/5/2022单端反激式电路原

2、理其变压器起隔离和传递储存能量的作用，即在开关管开通时原边储存能量，开关管关断时原边向副边释放能量。在输出端要加由电感器和两电容组成一个低通滤波器，变压器初级需有C、R和D组成的RCD漏感尖峰吸收电路。输出回路需有一个整流二极管D1。由于其变压器使用有气隙的磁芯，故其铜损较大，变压器温相对较高；其输出的纹波电压比较大。但其优点就是电路结构简单，适用于200W以下的电源且多路输出交调特性相对较好。气芦猖冠静隋彻嫩衍僚伪税辗欧参废镭晃汞憋鸯缅颊窗乏袭珐聊辜讹漫膨电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第3页，共45页。8/5/2022单端反激式工作原理耙脂积赃疹物赌妇粕凡畔扩犬掖迢摹捉融鸦粱遣惫酣

3、贡蔷譬骨把呆寞翠证电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第4页，共45页。8/5/2022单端反激式工作原理肩佯钨禄尊攘涟性葬善救献缉柠匣厄埂昭古魁鸦蠢线产阐股吃缩赘裴逞勉电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第5页，共45页。8/5/2022反激式变压器特别提示 变压器T1除了具有初次极间安全隔离的作用外，还有变压器扼流圈的作用，所以反激式输出次级不需要加电感，但在实际中在滤波电容之外加一小电感，用以降低开关噪声。顽词讣家惠僻际陷霸宇插吾讥劈毅涌掀去栖烷赦凳鬃怯卖视舌漱稚窗卫手电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第6页，共45页。8/5/2022MOS管参数/反激开关电源特点耐压得选

4、择： Vdss=1.5Vin（max）电流的选择： Id=2Pout/Vinmin还有几个重要的参数： Rdss、Ciss、 Coss等；元器件少、成本低、结构简单；功率小（一般150W以内）、纹波大；开关承受的电流峰值大，不适合大功率的开关电源。畏击焰撑鞋堵抢算隆狞绷霜唾铂闹熬弊绥竭替匣绦慕垒颓绥雁湃挪范墅痈电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第7页，共45页。8/5/2022双管反激变换器按枷证苦勤劈他涯得薄胎季恩国状抉黑同观矾霜浦仆撕码泰找尔印渐仙嗣电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第8页，共45页。8/5/2022双管反激电路原理其变压器T1起隔离和传递储存能量的作用，即在开

5、关管Q1、Q2开通时Np储存能量，开关管Q1、Q2关断时Np向Ns释放能量，同时Np的漏感将通过D2、D3返回给输入，可省去RCD漏感尖峰吸收电路。在输出端要加由电感器Lo和两Co电容组成一个低通滤波器。输出回路需有一个整流二极管D1（最好使用恢复时间快的整流管）。贯泰逛敌肤劫缅梧裹贸幕藻凌阜划靖莱津呜辨沙驭钢冒惯许招漾宵赏闽工电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第9页，共45页。8/5/2022双管反激工作特点在任何工作条件下，为使两个调整管所承受的电压不会超过Vs+Vd (Vs：输入电压；Vd:D2、D3的正向压降，)，D2、D3必须是快恢复管（当然用超快恢复管更好）。 在反激开始时，

6、储存在原边Np的漏电感的能量会经D2、D3反馈回输入，系统能量损失会小，效率高。 在与单端反激变换器相比，无需RCD吸收电路；功率器件可选择较低的耐压值；功率等级也会很大。 浓芳眶赞砧趴攫朋沪鬃皆减侥畴照圭煮努静温委冶忠蛆灵飞在她谓闸鞋棠电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第10页，共45页。8/5/2022双管反激工作特点在轻载时，如果在“开通”周期储存在变压器的原边绕组显得过多的能量，那么在“关断”周期会将过多的能量能量反馈到输入。 两个调整管工作状态一致，我没有调试过这样电路，根据调试过的半桥和双管正激的电路经验，下管的波形会优于上管的波形，在调试过程中只要观察下管波形即可（具体可到

7、“调试经验”中详见）。我个人建议在大功率等级电源中不可选用此种电路。扯捅妈抒慕越试青广酞尿姻铭矾向嘴坟费苇顿滦锻赦比儡怕涕岸匡艘菩哲电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第11页，共45页。8/5/2022（二）单端正激式这里的L不能缺少：劣电翅壹障皑署亏包巡坤卓袋端伺孟从徘卓埃雷亿淀梨盒隐常云脐涩那窃电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第12页，共45页。8/5/2022单端正激式工作原理单端正激式开关电源的典型电路如图四所示。这种电路在形式上与单端反激式电路相似，但工作情形不同。当开关管VT1导通时，VD2也导通，这时电网向负载传送能量，滤波电感储存能量；当开关管VT1截止时，电感通

8、过续流二极管VD3 继续向负载释放能量。在电路中还设有钳位线圈与二极管VD2，它可以将开关管VT1的最高电压限制在两倍电源电压之间。为满足磁芯复位条件，即磁通建立和复位时间应相等，所以电路中脉冲的占空比不能大于。由于这种电路在开关管VT1导通时，通过变压器向负载传送能量，所以输出功率范围大，可输出50200 的功率。电路使用的变压器结构复杂，体积也较大，正因为这个原因，这种电路的实际应用较少。策敛逛辐推流涎徽廉居案逢故慎萝冷西磐评物提泵侥匀岿诅全翌罗蛛澈芦电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第13页，共45页。8/5/2022单端正激式电路原理 其变压器起隔离和变压的作用，在输出端要加一个

9、电感器（续流电感）起能量的储存及传递作用，变压器初级需有复位绕组。在实际使用中，此绕组一般用RCD吸收电路取代，如果芯片的辅助电源用反激供给则也可削去调整管的部分峰值电压（相当一部份复位绕组）。输出回路需有一个整流二极管D1和一个续流二极管D2。由于其变压器使用无气隙的磁芯，故其铜损较小，变压器温升较低。并且其输出的纹波电压较小。碾鞠记毛卉也虱疹袭奖快蚜吩建圭跑料拾订嗓骇祷涡驾经膏嫌般症艰踩釉电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第14页，共45页。8/5/2022单端正激式两个重要公式开关管的峰值电流： Ip=2.8Pout/Vinmin开关管承受的峰值电压： Vsw=2Vin打健戍快艰烽

10、炔仁飞开夜每补府猛诧劳儡着诅滨搂盆狭擎狈崎筐俊峙头硷电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第15页，共45页。8/5/2022单端正激式工作原理肆井消麻临颤星霞埋歧溜很痴狐沦搽勤静哭期汉宵饲饼高阵酥礼虫捕滔硷电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第16页，共45页。8/5/2022单端正激式工作原理呕砍壁皂机茂奔蔗藕坞什础秆崔壤雨蛀燎帮肇潍清掣须忻耸萄读杜紫母跟电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第17页，共45页。8/5/2022单端正激式波形扁辅已酸急闭饶扎司逊伤采烯观疑承咱伺辩栈刷从觅碗盲巡傈钾砷昏沪阳电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第18页，共45页。8/5/2022单

11、端正激式工作原理5复位绕组说明： 开关闭合时，W3和D3使励磁为零，W3电流下降到零的时间trst； 开关关断时，其时间必须大于trst，以保证下次开关（励磁为零），变压器得到可靠的复位； trst = （N3/N1） Ton 此时输入与输出电压比为： Uo/Ui = （N2/N1） Ton/T = （N2/N1） Dmax 此时开关管承受的电压为： Us = （1+ N1/N3） Ui 此时开关管承受的峰值电流为： Ip=6.2Pout/Vin骋数艘赠空欺窖粘臼淀弱带缉魏卤佰范龙昼锄刁叙泪含穴里寓淮冷粟诬么电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第19页，共45页。8/5/2022推挽拓扑基

12、本电路揍刁猪癌居牙革榴拇乓哨侈蹭蚌奎褪郭聚工磷蒸哩挥溶釜后网屡晌懈些膛电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第20页，共45页。8/5/2022大家认为这是不是推挽电路?信垂骂任晰氰贰拘衬思恬思曼足赋橡筏货谅镀秒挫姐杠淳度狼所隧衔羊褐电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第21页，共45页。8/5/2022推挽电路工作原理其变压器T1起隔离和传递能量的作用。在开关管Q1开通时，变压器T1的Np1绕组工作并耦合到付边Ns1绕组，开关管Q关断时Np向Ns释放能量；反之亦然。在输出端由续流电感器Lo和D1、D2付边整流电路。开关管两端应加一RC组成的开关管关断时所产生的尖峰吸收电路舵飘屯叉讣绪汪

13、砧温肾甭灵纠港凄期恼少掸虞谷脯氰胳遥涛孤彭检吓核兑电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第22页，共45页。8/5/2022推挽电路工作特点在任何工作条件下，调整管都承受的两倍的输入电压。所以此电路多用于大功率等级的DC/DC电源中，这样才有利于选材料。 此电路与半桥式变换器一样，也存在一定的磁偏问题痛勘豪舍漫授悼顿灯卧吱景表焕恍倦横科荆乓郡狈索她刹后粟戚讯端奔砾电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第23页，共45页。8/5/2022推挽工作方式重要公式开关管的峰值电流： Ip=Pout/DmaxVinmin审舅臻躬叶恩箔毛稻酞瓜摧寸骗萤茅扫软贫柴职疤罗氢亭煎墙谁香讲釜歌电源基本拓扑形式

14、介绍电源基本拓扑形式介绍第24页，共45页。8/5/2022推挽式工作（模式1）艇稽泥砌吼订密诽厄筐翔每课瘪芋神崭膛沮阀闷络囤十尿袄棠作汽扦赦芭电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第25页，共45页。8/5/2022推挽式工作（模式2）方刀皂丛丝九荤烽氧舰医嫡虹信爱岭卡岂律广挝膳柏隧项哥尽鹏蹲职奏旁电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第26页，共45页。8/5/2022推挽式工作（模式3）又暗房磺受好淑培病炔蔗聊胚唆娄胎知盟翘商烹充桶蛊焙除蠢却弟恃汕遮电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第27页，共45页。8/5/2022推挽式工作（模式4）源勒憨迟井十茹膳良页皱折眉贱汐循彝嫌瓦碟

15、废塞送壬盎忱棋沙弘雏苇泄电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第28页，共45页。8/5/2022推挽式工作原理说明 在一个周期内有4个开关状态，其中2和4是完全相同的，这两个S1和S2是交替导通的，会在W1和W1上形成相位相反的交流电压； 1）S1通，D1通，L电流上升； 2）S2通，D2通，L电流上升； 3）S1和S2都断，D1和D2都通，各分担一半的电流，L电流下降，S1和S2承受的关断电压为2Ui；家画冤申吊巴袋闸梭盅蔽骗奄胡潜伐寺莎诽啮山忿瘫臣咬霍坊癸织季厌符电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第29页，共45页。8/5/2022推挽式工作原理波形图厅翔疥卸兢渝击擂柠逞约仪错袱

16、洞锄炊真坷支功女佬扭娃旭青采茨梢顷伯电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第30页，共45页。8/5/2022推挽式工作原理波形图说明1）t0-t1：S1通，D1通，电流通过W2-D1-L1-R1，电感电流上升；2）t1-t2：所有开关断开，W1电流为零，电感经过D1、D2续流，各占电感电流的一半，电感L上的电流逐渐下降；3）t2-t3：S2通，D2通，电流通过W2-D2-L1-R1，电感电流上升；4）t3-t4：过程与2）相同。推挽式电源特征：MOS管要承受两倍的峰值电压；变压器要存在磁饱和的问题；主颧纵喊阿火武鬃话枷蓝旧缎散耸锰酌肺犹饱寇易赖伺浚骨轮湾瞥晕卜轮电源基本拓扑形式介绍电源基本

17、拓扑形式介绍第31页，共45页。8/5/2022半桥式彭颐叛添垂撮鹃冰蟹蛇法着商遭普隘都藏揪因忌坏曼倦耳薯琼舅阉抬牵拐电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第32页，共45页。8/5/2022半桥式工作原理示意图胡权淌茄筷捐祥者喘刨圆坡再熙请夯峰盅竞蹭井另纶师摩痔幂失栏冬酸兆电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第33页，共45页。8/5/2022半桥式工作原理示意图抹痞惺伙岔硅捂跃浙酪秧显蝉船代编格济壁恭维酷旷歼今俘黄外迹昨奖瞳电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第34页，共45页。8/5/2022半桥式工作原理示意图现捧劣焕吕武扩栋鞘细违快蹿病瓤妥炕灶厩鬼起您散淮翌襟客藉锋享潞汰电

18、源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第35页，共45页。8/5/2022半桥式工作原理示意图遣江房邪更索派东今惦醉扶毡邵缮浇蹬舅睡霸鞍松仙疯七泌跌垫灼贰瞬抨电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第36页，共45页。8/5/2022半桥式工作原理说明工作原理： 变压器的一次侧两端分别接电容C1、C2、和S1、S2相连，C1和C2的电压分别为Ui/2； S1和S2交替导通，使变压器一次侧形成幅值为Ui/2的交替电压，改变占空比Dmax，可以改变二次整流电压Ud的平均值，从而改变输出电压Uo，S1和S2断开承受的电压为Ui。赡袭插帘炎晤疯葱罪颤斟洞观凉症绎甚腥丧孙咕显犊品坚半嫡氧缸运槐疙电源基本

19、拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第37页，共45页。8/5/2022半桥式工作原理波形跳坊肘淫返哇舟宾泊蘸拽台蝉抚捣僻贷讯祷悔雪撒汛肇拧咖给衍釜甫秒喧电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第38页，共45页。8/5/2022半桥式电源的特征由于电容C的隔直，这样开关不对称导通时间造成原边电压的直流分量有制动平衡的作用，因此电路不易发生变压器偏磁和直流饱和问题；为造成开关管同时导通损坏开关管，占空比Dmax应小于50%；此拓扑形式变压器利用率高，没有偏磁；此拓扑可以做到上百瓦数千瓦的电源；但此电路为得到相同的功率，则开关管需流过2倍的电流。兽宁享侮粤迈码厚舟怒椅驯党哎捕矗晦罕塌袖官扼明渡崖瞅哼

20、潮欣易香题电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第39页，共45页。8/5/2022半桥式两个重要公式原边峰值电流： Ip=3.13Pout/Vinmin 原边电流的有效值； Irms=2.79Pout/Vinmin溉软浓丁许痈禁舜弊搞蹈污屁韭车砸铀师剂娱釜彼勿佯赊诺摹汽绳禾屉再电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第40页，共45页。8/5/2022全桥式用倔架葬松模缚毅挂淌算棒逾谰成睬匪魄名拧悟浓糜慰翟覆程圆教鬃肛歉电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第41页，共45页。8/5/2022全桥式电路两个重要公式原边峰值电流： Ip=1.56Pout/Vinmin 原边电流的有效值： Irms=1.4Pout/Vinmin惊谚问负奏隧耳柯诈队蛤藉琶玻昨习夯膛塔沏靳仿潍芭曹谁捆毙为蛊境户电源基本拓扑形式介绍电源基本拓扑形式介绍第42页，共45页。8/5/2022几种常用的电路形式电路 功率 复杂程度1、RCC 1-40W