正激式PWM DC/DC转换器
正激隔离式转换器没有非隔离式转换器与之对应,可以用以下的方法构成。
(1)Buck转换器的开关管和开关二极管之间,并联一个电感,再串联一个二极管,构成一个虚拟的无变压器电路,如图(a)所示。为了使电感 能量有释放的通道,在电感上加了一个耦合线圈和一个二极管。如图(a)所示的电路并没有实际意义,因为在理想情况下,变压器的输出电压等 于输人电压。本节画出这个电路,只是为了使分析系统化。
如图 正激式转换器的构成过程
(2)用一个变压器代替如图(a)中的电感L1,就得到了正激式转换器的构成,如图(b)所示。
正激式转换器的变压器次级串接一个整流二极管D1,并联一个续流二极管砀,输出经L、C滤波器到负载。正激式转换器的工作原理与Buck转换 器相似。如图(b)所示,当主开关S导通时,变压器次级整流二极管D1导通,续流二极管D2关断,直流电源功率通过变压器传送到负载,同时滤 波电感L储能;主开关S关断时,次级整流二极管D1关断,续流二极管D2导通,滤波电感上的能量向负载释放。
正激式转换器的主要问题是需要另加磁复位(Reset)措施。一种复位措施是在磁心上另加一个绕组(第三个绕组),匝数为W3如图(b)所示,称做 磁复位绕组。绕组W3的极性与初级绕组W1相反,一般M3=W1。W3与整流二极管串联后并接于直流输入电源Ui的正极上。开关S导通时,W3回路中 二极管D3阻断,没有电流流过,磁心从原始磁状态被励磁(或称磁化)(MagnetizatiON)。当开关关断时,复位绕组电流使磁心去磁(Demagneti- zation),故复位绕组也称做去磁绕组。励磁电流下降到零,磁心复位到原始磁状态,以便下一个开关周期磁心重复励磁。如果没有复位措施, 几个开关周期后,磁心不断被励磁并逐渐进入饱和状态,转换器不能正常工作。
在连续导电模式(COM)条件下,正激式转换器的输出/输入电压转换比为:
Uo/Ui=nDu
式中n=U2/W1,W2和W1分别为变压器二次绕组和一次绕组的匝数。
正激式转换器开关管承受的最大电压为2Ui(当W3=W1时)。
正激式转换器和隔离式Zeta的结构相类似,两者的差别只在于变压器和续流二极管之间的串联元件;正激式转换器中为整流二极管;隔离式 Zeta转换器中则是耦合电容。当开关关断时,变压器储存的磁能通过续流二极管向耦合电容释放,耦合电容起了磁复位的作用。因此隔离式 Zeta转换器无须再加复位措施。
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