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1、第3课电源拓扑形式介绍2022/9/30本讲稿第一页，共二十八页大家认为这是不是推挽电路呢？2022/9/30本讲稿第二页，共二十八页推挽电路原理1l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。2022/9/30本讲稿第三页，共二十八页推挽电路原理2l此电路大概也可能称为正反激电路吧！我也不敢确定。因为曾经有个同事与我说起Lambda有一款电源PH300F（DC/DC 5V/60A
2、 全砖）就采用了正反激电路，我也没见过此模块电源实物，他也没见过推挽电路图，根据他说的及当时所测的波形，与推挽工作相似。所以我只是估猜，如有错误希各位同仁指出并斧正，免得诱导坏“小孩子”。2022/9/30本讲稿第四页，共二十八页推挽电路工作特点 l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。l两个调整管都是相互交替打开的，所以两组驱动波形相位差要大于180（一般书上说差等于180，呵呵您可以试一试），因为要存在一定死区时间。l此电路与半桥式变换器一样，也存在一定的磁偏问题。不过我不知道我是否遇到，当时只是用20M带宽的模拟
3、示波器又无存储功能，最主要的是我当时对这电路工作原理并未完全弄懂。2022/9/30本讲稿第五页，共二十八页推挽工作方式重要公式推挽工作方式重要公式l开关管的峰值电流：Ip=Pout/DmaxVinmin2022/9/30本讲稿第六页，共二十八页上图推挽式电路原理分析l开关状态有4种：1）S1合，W1通，D1通，W2通；2）全断，W2通，W2通，D1、D2通；3）同理S2的通断状态和S1一致；如S1、S2导通不对称，交流电压UT上就会有直流分量，就会使变压器上有很大的直流分量，又不可以在上面串上隔直电容，只有靠抑制信号来保证，（1）关断要快；（2）每个管子的占空比要控制在50%以下，否则S1和
4、S2同时导通就会造成T1短路，占空比小于50%有一定的死区；2022/9/30本讲稿第七页，共二十八页推挽式电路工作原理1l工作模式12022/9/30本讲稿第八页，共二十八页推挽式电路工作原理2l工作模式22022/9/30本讲稿第九页，共二十八页推挽式电路工作原理4l工作模式4 2022/9/30本讲稿第十页，共二十八页推挽式电路工作原理3l工作模式32022/9/30本讲稿第十一页，共二十八页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
5、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；2022/9/30本讲稿第十二页，共二十八页推挽式工作原理波形图l其示意图为：2022/9/30本讲稿第十三页，共二十八页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：推挽式电源特征：lMOS管要承
6、受两倍的峰值电压；l变压器要存在磁饱和的问题；2022/9/30本讲稿第十四页，共二十八页（四）半桥式l工作原理框图：2022/9/30本讲稿第十五页，共二十八页半桥式工作原理示意图1l工作模式12022/9/30本讲稿第十六页，共二十八页半桥式工作原理示意图2l工作模式22022/9/30本讲稿第十七页，共二十八页半桥式工作原理示意图3l工作模式32022/9/30本讲稿第十八页，共二十八页半桥式工作原理示意图4l工作模式42022/9/30本讲稿第十九页，共二十八页半桥式工作原理说明l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
7、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。2022/9/30本讲稿第二十页，共二十八页半桥式工作原理波形l其波形图为：2022/9/30本讲稿第二十一页，共二十八页半桥式工作波形图说明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，因此平衡W2=W2，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）
8、t3-t4：过程与2）相同。2022/9/30本讲稿第二十二页，共二十八页半桥式电源的特征l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变压器偏磁和直流饱和直流饱和问题；l为造成开关管同时导通损坏开关管，占空比Dmax应小于50%；l此拓扑形式变压器利用率高，没有偏磁；l此拓扑可以做到上百瓦数千瓦的电源；l但此电路为得到相同的功率，则开关管需流过2倍的电流。2022/9/30本讲稿第二十三页，共二十八页半桥式两个重要公式l原边峰值电流：Ip=3.13Pout/Vinmin l 原边电流的有效值；Irms=2.79Pout/Vinmi
9、n2022/9/30本讲稿第二十四页，共二十八页（五）全桥式l其简单框图为：2022/9/30本讲稿第二十五页，共二十八页全桥式电路原理l此电路由4个开关组成，对角互导通电压Ui加到变压器的原边上，改变Dmax可以改变Ud的平均值；1）S1、S4通，D1、D4通，L上的电流上升；2）开关全部通，通过D1、D2、D3、D4续流，L电流下降；3）其他状态和1）、2）类似；此电源的特点：需要4只相同的开关管，并需要4组相互隔离的MOS管驱动电路，使成本增加。2022/9/30本讲稿第二十六页，共二十八页全桥式电路两个重要公式l原边峰值电流：Ip=1.56Pout/Vinmin l原边电流的有效值：Irms=1.4Pout/Vinmin课后作业：请学员在下次上课时，找一款全请学员在下次上课时，找一款全桥式电路原理图。桥式电路原理图。2022/9/30本讲稿第二十七页，共二十八页双端正激示意图2022/9/30本讲稿第二十八页，共二十八页