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低EMI、高效的零电压开关反激式开关电源设计

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低EMI、高效的零电压开关反激式开关电源设计

  反激式开关电源以电路简单电磁干扰相对小得到广泛应用,而采用自激型反激式开关电源减小将导致电源效率下降,发热量大,可靠性下降。因而需要一种低EMI,高效的反激式开关电源。本文的“零电压”开关方式,复位过程无损耗,因此效率高。同时电感电流也为零,开通时刻因寄生振荡所产生的输出电压尖峰和

  反激式开关电源以电路简单电磁干扰相对小而得到广泛应用,对开关电源的输出电压尖峰和EMI也提出了更高的要求,通常减小EMI的方法主要是采用自激型反激式开关电源,用开关速度相对慢的双极晶体管作为主开关;加大缓冲电路电容量来降低关断过程的dz/dt,di/dt产生的EMI用减缓导通过程减小开通EMI,付出的代价是电源效率下降,发热量大,可靠性下降。因而需要一种低EMI,高效的反激式开关电源,软开关反激式开关电源,便是比较理想的解决方案。

  变压器次级电流降到零,变压器储能全部释放,输出整流二极管自然关断,电路进人缓冲电路复位阶段。

  缓冲电路复位阶段对应t3-t4期间为使缓冲电容器在下一个开关周期能起到缓冲作用,保证开关管“零电压”关断和“零电压”开通,需将缓冲电容器放电,将电荷全部泄放,即复位。与有损耗缓冲电路不同,无损耗缓冲电路采用LC谐振方式将缓冲电容器复位,本文电路的复位电感为变压器初级电感。

  本文提出的“零电压”开关方式。复位过程也无损耗,基本消除了开关过程中的开关损耗,因此效率高,通常高于85%相对有损耗缓冲电路整机电源效率高5-10%,不仅如此由于“零电压”开关在开通过程中基本上实现了零电压开通,同时电感电流也为零,使开通过程既无能量交换(包括寄生参数的能量交换)又使输出整流二极管在缓冲电路复位过程中有充分时间和缓变电压下缓慢反向恢复,开通时刻因寄生振荡所产生的输出电压尖峰和EMI大幅度降低,由于零电压关断和较大容t缓冲电容器使关断过程避免了大的dv/dt,抑制了变压器漏感和二极管开通造成的寄生振荡,因而开关管关断时刻的输出尖峰电压和EMU也很小,基本上消除了常规有损耗缓冲电路对以致开关电压尖峰抑制现象。

  尽管电路原理分析可以实现“零”或极低的输出电压尖峰和EMU,实际上由于各种原因的寄生振荡仍然存在,在开关过程中也会产生不同程度的输出电压尖峰和E闭,因此适当减缓开关过程有时是必要的,也可以采用开通过程的比例驱动。由于零电压开关消除了变压器储能释放尽后缓冲电容器与变压器初级电感的寄生振荡,有利于减小变压器的损耗。本文提出的反激式开关电源零电压开关电路的过电流保护应采用逐周峰值电流限制方式,在过电流状态下将不是零电压开关,开关损耗将增加,因此应辅之以“打隔”保护方式。

  三极管的工作原理:三极管是电流放大器件,有三个极,分别叫做集电极C,基极B,发射极E。分成NPN和PNP两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。 我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流 Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的,所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。 三极管的放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源 能够提供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化量是基极电流变 化量的β倍,即电流变化被放大了β倍,所以我们把β

  0 引 言 线性稳压电路具有结构简单,调整方便,输出电压脉动小的优点,但缺点是效率低,一般只有20%~40%,并且比较笨重。开关型稳压电路能克服线性稳压电源的缺点,具有效率高,一般能达到65%~90%,并且体积小,重量轻,对电网电压要求不高,因而在实际生活中得到广泛应用。也正因为其应用的广泛性,相应专业的学生就更应该深刻和熟练地掌握它,在此以设计脉冲宽度调制型开关电路(PWM)为基础,详细解说该系统的调试过程。 1 系统设计原理 PWM型的开关电源整体框图如图1所示。变压、整流、滤波模块处理起来比较简单,只要采用相应的变压器、单相全波整流、电容式滤波即可实现,这里不用更多的篇幅介绍。此系统的核心模块

  摘要: 介绍开关电源的发展过程及其主要发展方向,着重介绍移相式软开关变换器的工作原理和工作过程,以及UC3875的应用。     关键词: 软开关  谐振变换器  移相式零电压变换器 1 引言     从传统的线性电源到目前的开关电源,尤其从70年代以来大规模集成电路技术的发展,使开关电源有了质的飞跃,从而在电源产品中掀起了一股高频化、小型化、模块化的浪潮。目前,开关电源的体积主要还是由电容、电感和变压器等储能元件决定,因而开关电源的小型化,实质上就是一个减小储能元件体积的过程。在一定频率范围之内,开关频率的提高,不仅能有效地减小电容、电感和变压器的体积,还能抑制干扰,改善系统的动态性能

  开关电源 用于对这些电源进行控制,由于具有显著优点, 开关电源 已成为大部分电子产品的标准电源。 电容 可用来减少纹波并吸收开关稳压器产生的噪声,它还可以用于后级稳压,提高设备的稳定性和瞬态响应能力。电源输出中不应出现任何纹波噪声或残留抖动。这些电路常采用钽 电容 来降低纹波,但钽 电容 有可能受到开关稳压器的噪声影响而产生不安全的瞬变现象。 为保证可靠工作,必须降低钽电容的额定电压。例如,额定值为10uF/35V的D型钽电容,工作电压应降低到17V,如果用在电源输入端过滤纹波,额定35V钽电容可在高达17V的电压导轨上可靠地工作。 高压电源总线系统一般很难达到额定电压降低50%的指标。这种情况限制了钽电容

  1    引言 随着高压大功率电力电子装置的不断发展,串接在一起的驱动电源之间,往往需要承受极高的工作电压。近来,多级隔离技术越来越多地被用在电路的驱动系统中,以满足高电压隔离的需要;但这同时也使得开关管的驱动电路越来越复杂。如图1所示是一个使用在三相接地系统中的固态短路限流器。它是由晶闸管三相整流器和一个限开云真人 开云真人网址流电感组成的。限流器主要被用在15kV的电力系统中。考虑到电源电压的波动,晶闸管阻断电压限制和均压系数等因素,图1中所示限流器中的每个晶闸管阀在实际中必须要用8个6kV等级的晶闸管串联组成。这样在限流器中的晶闸管总数达到了64个,则至少需要有61路高压隔离驱动电源用到这些晶闸管的门极驱动中。所以,开发一个新型的电源用作

  零电压开通(ZVS(PWM DC/DC变换器电路图 拓扑结构:Buck DC/DC ZVS PWM 变换器。主开关T1(包含反并联二极管D1),辅助二极管T2(D2是T2的串联二极管)。 假设:二极管开关管均为理想器件;电感、电容均为理想元件;Lf足够大,Lf Lr,这样在一个开关周期中,输出电压为Vo不变,If保持为Io不变,这样Lf和Cf以及负载电阻可以看成一个电流为Io的恒流源。 开关状态:在一个开关周期Ts中,变换器有五种开关状态,每种开关状态对应一个等效电路。 工作原理: 关断T2后引发LrCr谐振,使主开关管T1的电压vT=0。再对T1施加驱动信号实现T1的零电压开通。

  开通(ZVS(PWM DC/DC变换器电路图 /

  引言 现实的生活和实验中,常常要用到各种各样的电源,电压要求多样。如何设计一个电压稳定,输出电压精度高,并且调节范围大的电压源,成了电子技术应用的热点。在市面上,各种电源产品各式各样,有可调节的和固定的。但是普遍存在一些问题,如转换效率低,功耗大,输出精度不高,可调节范围过小,不能满足特定电压的要求,输出不够稳定,纹波电流过大,并且普遍采用可调电阻器调节,操作难度大,易磨损老化。 针对以上问题,本文采用基于KA3525 PWM控制芯片的不对称半桥式功率变换器,并采用16位凌阳单片机作为数控核心,通过其内置的D/A输出调制PWM,提高了电源的输出精度和效率,并且方便使用者操作,实现了基于单片机的数控开关电源。

  方案 /

  1.引言 相对于传统线性电源,开关电源拥有体积小、重量轻、效率高等方生俱来的优势。因此近些年,研究开关电源的人越来越多,相应的技术也层出不穷。研究成本低廉、性能可靠、兼容性强的开关电源成为众多电源设计工程师不断努力的目标。本文针对大功率开关电源提出一种无APFC的低成本全电压设计方案,该方案使用自动倍压方式有效减小火牛直流输入电压的范围,从而大大降低电源成本。 2.全压电源 统计全世界交流电压,可以将电压分为: 日本为代表的100V,美国为代表的120V,墨西哥为代表的127V,中国为代表的220V,欧洲多为230V,澳大利亚240V.因此,世界各国电压分布在100V-127V和220V-

  方案 /

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