反激式变压器开关电源电路参数计算

时间:2010-04-13 00:18:55 来源:电源网 作者:陶显芳

反激式变压器开关电源电路参数计算基本上与正激式变压器开关电源电路参数计算一样,主要对储能滤波电感、储能滤波电容,以及开关电源变压器的参数进行计算。

1-7-3-1.反激式变压器开关电源储能滤波电容参数的计算

前面已经详细分析,储能滤波电容进行充电时,电容两端的电压是按正弦曲线的速率变化,而储能滤波电容进行放电时,电容两端的电压是按指数曲线的速率变化,但由于电容充、放电的曲率都非常小,所以,把图1-19反激式变压器开关电源储能滤波电容两端电压的充、放电波形画成了锯齿波,这也相当于用曲率的平均值来取代曲线的曲率,如图1-26所示。

图1-26中,uo是变压器次级线圈输出波形,Up是变压器次级线圈输出电压正半周波形的峰值,Up-是变压器次级线圈输出电压负半周波形的峰值,Upa是变压器次级线圈输出电压波形的半波平均值,uc是储能滤波电容两端的电压波形,Uo是反激式变压器开关电源输出电压的平均值,i1是流过变压器初级线圈的电流,i2是流过变压器次级线圈的电流,Io是流过负载两端的平均电流。

从图1-26可以看出,反激式变压器开关电源储能滤波电容充、放电波形与图1-7反转式串联开关电源储能滤波电容充、放电波形(图1-8-b))基本相同,只是极性正好相反。因此,图1-19反激式变压器开关电源储能滤波电容参数的计算方法与图1-7反转式串联开关电源储能滤波电容参数的计算方法完全相同。反激式变压器开关电源储能滤波电容参数的计算,除了参考图1-7以外,还可以参考前面串联式开关电源或反转式串联开关电源中储能滤波电容参数的计算方法,同时还可以参考图1-6中储能滤波电容C的充、放电过程。

从图1-26中可以看出,反激式变压器开关电源与反转式串联开关电源中的储能电感一样,仅在控制开关K关断期间才产生反电动势向负载提供能量,因此,即使是在占空比D等于0.5的情况下,储能滤波电容器充电的时间与放电的时间也不相等,电容器充电的时间小于半个工作周期,而电容器放电的时间则大于半个工作周期,但电容器充、放电的电荷是相等的,即电容器充电时的电流大于放电时的电流。

从图1-26可以看出,反激式变压器开关电源,流过负载的电流比正激式变压器开关电源流过负载的电流小一倍,流过负载的电流Io只有流过变压器次级线圈最大电流iLm的四分之一。在占空比D等于0.5的情况下,电容器充电的时间为3T/8 ,电容充电电流的平均值为3iLm/8 ,或3Io/2 ;而电容器放电的时间为5T/8,电容放电电流的平均值为0.9 Io。因此有:

ΔQ =(3Io/2 ) ×3T/8 =9IoT/16 —— D = 0.5时(1-116),式中ΔQ为电容器充电的电荷,Io流过负载的平均电流,T为工作周期。电容充电时,电容两端的电压由最小值充到最大值(绝对值),相应的电压增量为2ΔUc,由此求得电容器两端的波纹电压ΔUP-P为:

(1-118)式和(1-119)式,就是计算反激式变压器开关电源储能滤波电容的公式(D =0.5时)。式中:Io是流过负载电流的平均值,T为开关工作周期,ΔUP-P为滤波输出电压的波纹,或电压纹波。一般波纹电压都是取电压增量的峰-峰值,因此,当D = 0.5时,波纹电压等于电容器充电的电压增量,即:ΔUP-P = 2ΔUc 。

同理,(1-118)式和(1-119)式的计算结果,只给出了计算反激式变压器开关电源储能滤波电容C的中间值,或平均值,对于极端情况可以在平均值的计算结果上再乘以一个大于1的系数。

当开关K工作占空比D小于0.5时,由于流过开关电源变压器次级线圈的电流会不连续,电容器放电的时间将远远大于电容器充电的时间,因此,开关电源滤波输出电压的纹波将显著增大。另外,开关电源的负载一般也不是固定的,当负载电流增大的时候,开关电源滤波输出电压的纹波也将会增大。因此,设计开关电源的时候要留有充分的余量,实际应用中最好按(1-118)式计算结果的2倍以上来选取储能滤波电容的参数。

时间:2010-04-13 00:18:55 来源:电源网 作者:陶显芳

反激式变压器开关电源电路参数计算基本上与正激式变压器开关电源电路参数计算一样,主要对储能滤波电感、储能滤波电容,以及开关电源变压器的参数进行计算。

1-7-3-1.反激式变压器开关电源储能滤波电容参数的计算

前面已经详细分析,储能滤波电容进行充电时,电容两端的电压是按正弦曲线的速率变化,而储能滤波电容进行放电时,电容两端的电压是按指数曲线的速率变化,但由于电容充、放电的曲率都非常小,所以,把图1-19反激式变压器开关电源储能滤波电容两端电压的充、放电波形画成了锯齿波,这也相当于用曲率的平均值来取代曲线的曲率,如图1-26所示。

图1-26中,uo是变压器次级线圈输出波形,Up是变压器次级线圈输出电压正半周波形的峰值,Up-是变压器次级线圈输出电压负半周波形的峰值,Upa是变压器次级线圈输出电压波形的半波平均值,uc是储能滤波电容两端的电压波形,Uo是反激式变压器开关电源输出电压的平均值,i1是流过变压器初级线圈的电流,i2是流过变压器次级线圈的电流,Io是流过负载两端的平均电流。

从图1-26可以看出,反激式变压器开关电源储能滤波电容充、放电波形与图1-7反转式串联开关电源储能滤波电容充、放电波形(图1-8-b))基本相同,只是极性正好相反。因此,图1-19反激式变压器开关电源储能滤波电容参数的计算方法与图1-7反转式串联开关电源储能滤波电容参数的计算方法完全相同。反激式变压器开关电源储能滤波电容参数的计算,除了参考图1-7以外,还可以参考前面串联式开关电源或反转式串联开关电源中储能滤波电容参数的计算方法,同时还可以参考图1-6中储能滤波电容C的充、放电过程。

从图1-26中可以看出,反激式变压器开关电源与反转式串联开关电源中的储能电感一样,仅在控制开关K关断期间才产生反电动势向负载提供能量,因此,即使是在占空比D等于0.5的情况下,储能滤波电容器充电的时间与放电的时间也不相等,电容器充电的时间小于半个工作周期,而电容器放电的时间则大于半个工作周期,但电容器充、放电的电荷是相等的,即电容器充电时的电流大于放电时的电流。

从图1-26可以看出,反激式变压器开关电源,流过负载的电流比正激式变压器开关电源流过负载的电流小一倍,流过负载的电流Io只有流过变压器次级线圈最大电流iLm的四分之一。在占空比D等于0.5的情况下,电容器充电的时间为3T/8 ,电容充电电流的平均值为3iLm/8 ,或3Io/2 ;而电容器放电的时间为5T/8,电容放电电流的平均值为0.9 Io。因此有:

ΔQ =(3Io/2 ) ×3T/8 =9IoT/16 —— D = 0.5时(1-116),式中ΔQ为电容器充电的电荷,Io流过负载的平均电流,T为工作周期。电容充电时,电容两端的电压由最小值充到最大值(绝对值),相应的电压增量为2ΔUc,由此求得电容器两端的波纹电压ΔUP-P为:

(1-118)式和(1-119)式,就是计算反激式变压器开关电源储能滤波电容的公式(D =0.5时)。式中:Io是流过负载电流的平均值,T为开关工作周期,ΔUP-P为滤波输出电压的波纹,或电压纹波。一般波纹电压都是取电压增量的峰-峰值,因此,当D = 0.5时,波纹电压等于电容器充电的电压增量,即:ΔUP-P = 2ΔUc 。

同理,(1-118)式和(1-119)式的计算结果,只给出了计算反激式变压器开关电源储能滤波电容C的中间值,或平均值,对于极端情况可以在平均值的计算结果上再乘以一个大于1的系数。

当开关K工作占空比D小于0.5时,由于流过开关电源变压器次级线圈的电流会不连续,电容器放电的时间将远远大于电容器充电的时间,因此,开关电源滤波输出电压的纹波将显著增大。另外,开关电源的负载一般也不是固定的,当负载电流增大的时候,开关电源滤波输出电压的纹波也将会增大。因此,设计开关电源的时候要留有充分的余量,实际应用中最好按(1-118)式计算结果的2倍以上来选取储能滤波电容的参数。


相关内容

  • 单端反激式开关电源变压器
  • 单端反激式开关电源变压器 变压器的使用在升压和降压电源中很常见,开关电源根据不同的输出要求采用不同的变压器拓扑电路,同样的电源也采用不同的变压器拓扑实现.在所有拓扑中反激式变压器构成的升压式开关电源具有电路简单.元器件最少的优点,在小功率开关电源中经常采用.而变压器的设计需要技术人员根据一些经验参数 ...

  • 串联负反馈稳压电源设计与制作.doc
  • 科学技术学院 SCIENCE & TECHNOLOGY COLLEGE OF NANCHANG UNIVERSITY <工 程 训 练>报 告 REPORT ON ENGINEERING TRAINING 题 目 串联负反馈稳压电源设计与制作 学科部.系: 专业班级: 学 号: ...

  • 电工电子技术教学大纲
  • <电工电子技术>教学大纲 一.课程教学目标 本课程是中等职业学校非电类专业一门专业基础课程,是学生学习其它专业课程的电学基础,其教学目标主要是使学生通过本课程的学习掌握电工与电子电路的基本知识和基本操作技能,学会运用本书的相关知识分析问题和解决问题. (一) 知识教学目标 1. 掌握直流 ...

  • 2kw逆变电源主电路设计电081
  • 目 录 1. 主电路的拓扑结构选择------------------------ 1.1 前言···························································· 1.2 确定主电路的拓扑结构选择························· ...

  • 电路原理交流实验箱实验指导书
  • 一.概 述 交流电路实验箱是根据"电工基础""电路原理""电路分析"等课程所开发设计的强电类典型实验项目而设计的.版面设有Y 型和△型变化法的三相灯组负载,日光灯实验组件,单相铁心变压器,电流互感器,R L C元件组,三相四线输入接线端子, ...

  • 全电子计算机联锁系统中点灯控制电路的抗雷电冲击性能分析与设计
  • ? 全电子计算机联锁系统中点灯控制电路的抗雷电冲击性能分析与设计 全电子计算机联锁系统中点灯控制电路的抗雷电冲击性能分析与设计 苏 琛1,旷文珍1,许 丽2 (1.兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室,兰州 730070:2.兰州交通大学自动化与电气工程学院,兰州 730070) 摘 要: ...

  • 开关稳压电源-电力电子毕业设计论文
  • 开关稳压电源 摘要:本设计应用隔离型回扫式DC-DC电源变换技术完成开关稳压电源的设计及制作.系统主要由整流滤波电路,DC-DC变换电路,单片机显示与控制电路三部分组成.开关电源的集成控制由脉宽调制控制芯片UC3843及相关电路完成,利用单片机进行D/A转换,完成对输出电压的键盘设定和步进调整,同时 ...

  • 大功率可控整流电路
  • 电力电子技术课程设计(论文) 题目:660V/100A大功率可控整流电路 摘 要 整流电路是将交流电能变为直流电能的一种装置,整流电路是电力电子电路中出现最早的一种.它的发展还与其他许多基础学科有着紧密的联系,如微电子技术.计算机技术.拓扑学.仿真技术.信息处理与通信技术等等.每一门学科或专业技术的 ...

  • 单相桥式晶闸管全控整流电路课程设计
  • 课 程 设 计 题 目 学 院 专 业 班 级 姓 名 指导教师 单相全控桥式晶闸管整流电路设计 自动化学院 自动化专业 自动化1002班 李志强 许湘莲 2012 年 12 月 29 日 课程设计任务书 学生姓名: 李志强 专业班级: 自动化1002班 指导教师: 许湘莲 工作单位: 武汉理工大学 ...