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使用功率开关提高效率

上网日期: 2010年07月07日 ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:功率开关? 开关电源? 效率?

建议的转换器运作原理

如图2所示,从供电模式2开始,由于S1开启,Vin-VCb施加到变压器的初级端,励磁电流im以斜率(Vin-VCb)/Lm.增加,由于SR2关断,LO1的电流斜率就由(Vin-VCb)/n减去输出电压决定。另一方面,LO2的电流以斜率–VO/LO2减小,这是流经SR1的续流(free-wheeling)。当两个输出电感分享负载电流时,SR1承担全部负载电流。变压器的次级绕组仅处理iLO1,因而iLO1/n是反射到变压器初级端的电流,它在励磁电流上叠加,构成初级电流ipri。在实际上,由于漏电感的现象,所以vT2较图2所示的数值稍低,但我们在这一章段中将忽略这一情况,从而简化分析。

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图2.建议转换器的运作分析

当S1关断,则开始模式3,由于S2的输出电容被放电,故vT1也减小,最终,当S2输出电容电压等于VCb. 时,它变为零。同时,由于SR2的反向偏置电压消除,因此它的体二极管开启导通。然后,两个SR在这个模式中一起导通。S2的体二极管在S2的输出电容和S1的输出电容完全放电后导通,由于两个SR均导通,iLO1和iLO2均为续流,斜率分别为–VO/LO1和–VO/LO2, 而vT1和vT2均为零。由于VCb仅仅施加在漏电感上,它引起初级电流的极性快速变化。在S2的体二极管导通后S2开启, 从而实现S2的ZVS运作,这个模式的持续时间为

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模式4是另一个充电模式,在各个SR之间的换向结束时开始,在变压器初级端施加的电压为–VCb,因而励磁电流以斜率–VCb/Lm减少,iLO2的斜率为(VCb/n-VO)/LO2。其它的电感电流是通过SR2的续流。可从图2看出,由于异相(out-of-phase)作用,每个输出电感的大纹波电流得以消除。因而,相比中心抽头式或桥式整流配置,它可以在电流倍增器配置中使用两个较小的电感。

当S2关断,模式1作为另一个重建模式而开始,模式1的运作原理几乎与模式3相同,只有ZVS状况例外。在模式1中,当S1的输出电容电压等于Vin-VCb的瞬间,vT1成为零。在这个瞬间之前,输出电感LO2上的负载电流反射到变压器的初级端,有助于实现开关的ZVS运作。与此相反,存储在漏电感中的能量仅在这个瞬间之后对输出电容进行放电和充电。因而,S1的ZVS运作较S2更为稳固,因为通常Vin-VCb高于VCb,除此之外,可以与模式3相同的方式进行分析,模式1的延续时间为

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使用公式(1)和(2)详细计算输出电压

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VSR是SR处于充电模式时MOSFET两端的电压。

im的DC和纹波成分可从下式获得:

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……………………………………………(5)




这里,ILO1和ILO2是输出电感电流的DC成分。


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