選用何種開關(guān)電源拓?fù)?/h1>
出處:維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng) 發(fā)布于:2024-03-28 17:30:39 | 898 次閱讀
表3-1 PWM開關(guān)電源拓?fù)涞谋容^
選擇最合適的拓?fù)湟紤]的主要因素有:K輸入輸出是否需要變壓器隔離?
L加在變壓器一次側(cè)或電感上的電壓值有多大?
M通過(guò)開關(guān)管的峰值電流多大?
N加在開關(guān)管上的最高電壓是多少?
無(wú)變壓器隔離的拓?fù)淇梢杂迷诜植际诫娫聪到y(tǒng)中的板載變換器中。在分布式 電源系統(tǒng)中,通過(guò)直流電壓總線向系統(tǒng)中各個(gè)模塊供電,每個(gè)模塊都有自己的板 載電源。母線電壓一般來(lái)說(shuō)是安全的,也就是對(duì)使用該裝置的操作人員來(lái)說(shuō)不至 于致命,因此可選擇無(wú)隔離變換器。筆者建議在大部分應(yīng)用場(chǎng)合下,通過(guò)變壓器 進(jìn)行隔離。相對(duì)于變壓器隔離對(duì)負(fù)載的保護(hù)來(lái)說(shuō),這種成本的增加很小。在輸入 直流電壓高于40V的情況下,開關(guān)電源都要求用變壓器隔離。
加在變壓器一次側(cè)上的電壓大小決定了通過(guò)開關(guān)管的峰值電流。由于開關(guān)電 源的功率一定,一次電壓越低,峰值電流就越大,以滿足輸出功率的要求。對(duì)于 TO-220封裝的功率晶體管和MOSFET來(lái)說(shuō),推薦的最大峰值電流是20A。如果超 過(guò)20A,開關(guān)管就容易損壞,對(duì)功率器件進(jìn)行保護(hù)也很困難。應(yīng)用其他拓?fù)洌?許可以減小峰值電流。
開關(guān)管承受的最大電壓越大,
開關(guān)管就越有可能超過(guò)它的安全 工作區(qū)(SOA)。在開關(guān)電源中,電壓尖峰是很常見的,所以經(jīng)常 出現(xiàn)電壓尖峰超過(guò)開關(guān)管擊穿電 壓的情況。對(duì)于有變壓器隔離的 拓?fù)洌I(yè)上根據(jù)不同的應(yīng)用范 圍使用某一相應(yīng)的拓?fù)洌?/p>

見圖 3-8 〇反激式電路拓?fù)洌ㄒ妶D3- 12),由于具有使用兀器件少、本 身固有效率比較高的特點(diǎn),在功 率低于100~150W的場(chǎng)合非常受歡迎。但是,反激式電路的電流峰值比正激式 電路高很多,因此在相當(dāng)?shù)偷妮敵鲭妷合拢部赡艹鲩_關(guān)管的SOA。在150~ 500W范圍內(nèi),半橋電路(見圖3-15)比較常用。它使用的元器件比較多,但還 是可以接受的。半橋電路輸入電壓只有一半加在變壓器一次側(cè),這導(dǎo)致電流峰值 增加。因此半橋電路只在500W或更低輸出功率場(chǎng)合下使用。超過(guò)500W到幾千 瓦的情況下,使用全橋電路(見圖3-16)。電路使用四個(gè)開關(guān)管,其中有兩個(gè)需 要浮地驅(qū)動(dòng),所以它的元器件成本最高。但考慮到它的輸出功率比較大,所以這 種成本的增加還是值得的。在這種場(chǎng)合下,也可以使用推挽式電路(見圖3-14), 但它有潛在的偏磁危險(xiǎn),也就是變壓器磁通的運(yùn)行范圍對(duì)盡好曲線的“零點(diǎn)” 是非對(duì)稱的。這會(huì)導(dǎo)致變壓器朝著一個(gè)方向飽和,當(dāng)負(fù)載跳變時(shí),在幾個(gè)納秒內(nèi) 會(huì)將變壓器燒毀。為了防止這種情況發(fā)生,可以采用電流環(huán)或具有脈沖電流逐周保護(hù)的電壓環(huán)控制。
通過(guò)表3-1和圖3-8,可以對(duì)何種應(yīng)用場(chǎng)合下選用哪種拓?fù)溆幸粋€(gè)比較清晰 的認(rèn)識(shí),從而可以選擇合適的拓?fù)洹D3-9~圖3-16給出了常用的PWM開關(guān)電 源的拓?fù)洹⒅饕ㄐ魏鸵恍┕烙?jì)的參數(shù)。



圖 3-11 Buck-Boost 電路




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