第5章直直变换电路正激和反激ppt课件.ppt

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1、第5章直流-直流变换电路15.4带隔离的单管直流-直流变换电路5.4.1正激电路5.3.2反激电路25.4带隔离的单管直流-直流变换电路3■基本的DC-DC变换器输出与输入之间存在直接电联系，其输入电压一般是从电网直接经整流滤波取得，而输出直接给负载供电，若输出电压等级与输入电压等级相差太大，势必影响调节控制范围。◆解决方法①先将电网电压经变压器变换成合适的工频交流电压，再进行整流滤波获得所需要的直流电压；②先将电网电压整流滤波得到初级直流电压，其次经过斩波或逆变电路将直流电变换成高频的脉冲或交流电，再经过高频变压器将其变换成合适电压等级的高频交流电，最后将这一交流电进行整流滤波获得负载所

2、需要的直流电压。其中,从初级直流电压到负载所需要的直流电压的变换称隔离型DC-DC变换。5.4带隔离的单管直流-直流变换电路4◆采用这种结构较为复杂的电路来完成直流-直流变换的原因：(1)输出端与输入端需要隔离。(2)某些应用中需要相互隔离的多路输出。(3)输出电压与输入电压的比例远小于1或远大于1.带隔离的直流-直流变流电路分为单端（SingleEnd）和双端（DoubleEnd）电路两大类。在单端电路中，变压器中流过的是直流脉动电流，而双端电路中，变压器中的电流为正负对称的交流电流。图5-16隔离型DC-DC变换电路的结构同直流斩波电路相比，这种变流电路中增加了交流环节，因此也称为直—

3、交—直电路。55.4.1正激电路图5-17正激电路图5-18正激电路的工作波形正激（Forward）电路是一种典型的隔离型DC-DC变换电路，由于输入输出经过高频变压器隔离，具有良好的电气隔离性能，广泛应用于各种电子电路的控制电源和功率电源。◆工作原理开关VT开通后，变压器绕组W1、W2两端的电压为上正下负，与其耦合的绕组W2两端的电压也是上正下负。因此VD1处于通态，VD2为断态，绕组W3两端的电压是上负下正，使VD3关断，电感L的电流逐渐增长；VT关断后，电感L通过VD2续流，VD1关断，L的电流逐渐下降。VT关断后变压器的励磁W3电流经绕组和VD3流回电源。VT关断后承受的电压为N1

4、、N3分别为绕组W1、W2的匝数65.4.1正激电路图5-19磁性复位过程各物理量的变化☞当VT导通时，原边线圈加正向电压并通以正向电流，磁芯中的磁感应强度将达到某一值，由于磁芯的磁滞效应，当VT关断时，线圈电压或电流回到零，而磁芯中磁通并不回到零，这就是剩磁通。剩磁通的累积可能导致磁饱和，因此需要进行磁复位。一般情况下，隔离型Buck变换器大多采用将剩磁能量馈送到输入端的再生式磁芯复位方法进行磁复位。☞在正激电路中，变压器绕组W3和二极管VD3组成复位电路。下面简单分析其工作原理。开关VT关断后，变压器励磁电流通过绕组W3和VD3流回电源，并逐渐线性地下降为零，从VT关断到绕组W3的电流

5、下降到零所需的时间trst为（5-56）T处于断态的时间必须大于trst，以保证VT下次开通前励磁电流能够降为零，使变压器磁心可靠复位。75.4.1正激电路在输出滤波电感电流连续的情况下，即VT开通时电感L的电流不为零，输出电压与输入电压的比为（5-57）如果输出电感电流不连续，输出电压将高于式（5-57）的计算值，并随负载减小而升高，在负载为零的极限情况下，。当VT导通时，二极管VD2承受的反向电压为（5-58）二极管VD3承受的反向电压为（5-59）当VT截止时，变压器剩磁能量通过VD3和N3释放出来，这时，N3承受上正下负的电压，N1和N2将承受下正上负的电压，二极管VD1截止，VD

6、2导通为滤波电感L提供续流回路，二极管VD1承受的电压为（5-60）这时，开关管漏源（或集射）极之间承受的电压为（5-61）85.4.2反激电路图5-20正激电路图5-21反激电路的工作波形■同正激电路不同，反激电路中的变压器起着储能元件的作用，可以看作是一对相互耦合的电感。◆工作原理VT开通后，VD处于断态，绕组W1的电流线性增长，电感储能增加；VT关断后，绕组W1的电流被切断，变压器中的磁场能量通过W2和VD向输出端释放。VT关断后的电压为◆工作模式工作在电流（磁通）断续和电流（磁通）连续两种模式：1）如果当VT开通时，绕组W1中的电流尚未下降到零，则称电路工作于电流连续模式。2）如果

7、VT开通前，绕组W1中的电流已经下降到零，则称电路工作于电流断续模式。95.4.2反激电路当工作于电流连续模式时（5-62）由于VT导通期间储存在变压器T中的能量为因此，每单位时间内电源供给的能量，即输入功率Pi为（5-64）假定电路中没有损耗，全部功率都被负载吸收，则输出功率Po与输入功率Pi相等。而（5-65）（5-63）所以（5-66）☞当电路工作在断续模式时，输出电压高于式（5-62）的计算值，并随负载减小而升高