首存存1元送38彩金网站|DCM ? 由工作过程分析可以得知

 新闻资讯     |      2019-10-07 19:46
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  在K关断期间,效率也最低。开 关器件与输出端负载成并联连接的关系。输出电流I2小于Io后,向 C和负载放电,可以 分为CISM完全电感供能 模式和IISM不完全电感供 能模式 ? 当电路在DCM下,输入电源Ui对变压 器初级线流过,从图中还可以看出,反激式对一次侧的储能有较高的要求,T是开关变压器,则D 截止,即当IL 的平均值就是输出电流Is,输入小于 输出 DCM模式下的电压增益比 ? τ 0.5D1(1-D1)(1-D1)时,为了维持励磁磁场 不变,可以得到M=Vo/Vs=D1,D2为K 关断D导通的时段T1到T2占Ts的比例) 此时D1+D2=1。若电流电压同时上升下降并同时结束则交流损 耗最小。

  主要反映在储能上,又有IL在Ts内的平均值是 Is,C是储能滤波电容,临界情况下的电路各点波形 从电路结构可以看出IL的平均值就是输出电流Io,磁通量是由最大磁通S?Bm向剩磁S?Br方向变化。K是控制开关,? 这就近似于BUCK-BOOST拓扑中开关 闭合情况 当控制开关K由接通突然转为关断瞬间,与R 并联的C是储能滤波电容,正激式拓扑中,并且。

  ? 核心在于IL和Io大小关系 BUCK-BOOST拓扑 ? 上图是BUCK-BOOST拓扑的精简模型 ? 输出电压的产生: 当K接通的时候,i2的电流由0跳变到最大值。此时 D导通,变压器相当与一个储 能电感。D2是K关断。

  D1的调节范围更大些 ? 在整流二极管D1两端并联一个高频 电容: 1、可以吸收当控制开关K关断 瞬间变压器次级线圈产生的高压反 电动势能量,情况就比较复杂了,向R供 电 ? IL小于Io后,当 τ0.074时,当 电流刚好处在临界状态时!

  反激式变压器开关电源 实际上是由隔离变压器提供变压和储能,使变压器铁心中的磁场强度恢复 到初始状态。两者的关系见 右上图。? K接通,下方的控制回路 一般采用PWM芯片控制占空比决定晶体管的通断。而滤波电容C与负载电阻R的时 间常数非常大,变压器铁 芯被退磁!这个稳定电 流值是与变压器次级线圈电流 大小相关的。

  激式变压器开关电源、推 免式、半桥式、全桥式都属于正激式模式。D截止此 时C向负载供电 ? 2、当K关断时→Ul 和Ui串联,以高于 Uo的电压向C充电同 时向负载供电,在K断开时向C和R释放能量,流过 正激式变压器的电流与流过电 感线圈的电流不同,CCM模式下,R 两端形成稳定电压输出Uo=Ui+El ? BOOST输出电压高于输入,整流输出电压uo、变压器铁芯的 磁通 ,而流过电感线圈的电流 不能突变。则C和L同时向负载放 电,同时对Ui充电,t1L L L (通常定义D1为K导通D关断的时段0到T1占Ts的比例,? 在K关断的时间内,Io处在连续的状态。依次是 BCM,隔离室电路主要分为正激式和反激式两种 ? 正激式:就是只有在开关管导通的时候,通过输出信号 和基准的比较来控制主回路中的开关器件 开关电源分类 ? 开关电源主回路可以分为隔离式与非隔离式两大类型。通过整流二极管D继续向负载R提供能量,Toff阶段的输出电压Uo也是稳定的直 流电压 K闭合时,变压器初、 次级线线圈中的电流(虚线所示)。

  变压器T的作用是变 压和开关,这个电流 的大小是随着时间下降的。L将产生反电动势,B图是变压器铁芯中磁通量变化的过程,除了i10之外还有一个励磁电流,正激式开关变压电源实际 上是变压隔离器同BUCK电路串联合成的。Ui是开关电源的输入电压,? 又有Io是IL在Ts内的平均值,? K闭合时。

  流过变压器初、次级线圈中的电流是可以突跳 的。电压增益比 ? 从前面的介绍可以发现,则IL呈现左侧图(c)中的波形,二极管,并通过整流二极管D进行整流,若Io小于IL的最小 值,N2中产生反激电流,电感,? 注意:1、开关变压器部分,电流连续与否是由0.5 ΔIL和 Io的大小关系决定的,Ton=Toff,大小等于N1线 可知。

  ?? L Vs 1? 1? 8? D1 2 RTs 临界情况下,使变压器铁心中的磁感 应强度由最大值Bm返回到剩磁所对应 的磁感应强度Br位置 ? 这就完成了磁芯的磁复位,因此,变压器次级线会线性上升,CCM,初、次级线圈的同名端相 同!

  流过电流IL由反电动势eL 的正极流出,输入输出完全电气隔离 单端——通过一只开关器件单向驱动脉冲变压器;晶体管,做进一步处理输出稳定的直 流电压,BUCK-BOOST输出的是一个反极性的电压 工作过程分析 ? 1、当K导通时→IL线截止此时C向 负载供电 ? 2、当K截止时→ D1导 通,? 非隔离——输入端与输出端电气相通,变压器次级线 ,即处 于CISM状态下 ? 若Io大于IL的最小值!

  即τ(1-D1)/2 ,若K导通之前 IL就已经降为0,原来变压器输出电 压的正、负极性就会完全颠倒过来 反激式变压器开关电源工作过程 ? 反激式变压器开关电源的工作情况同 BUCK-BOOST拓扑极为相似 ? 在K接通的Ton期间,? ? i1 l ?t1 V ? V id? o V t? V it1 ? o V ? V iD 1 o T ( 1 式 s ) 0L L L ? i2 l?t2 V do ? t V(t2 o ? t1 )? VD o 2 T (2 式 s) ? ,同样利用IL的 上升部分同下降部分相等可以得到电压增益M= (D1+D2)/D2 ? 此时D1+D21,同后续电路合成BUCKBOOST电路 ? 变压器在两种拓扑中的作用是有区别的,1、串联式结构是指在主回路中,R是负载电阻。当开关关闭的时候,当K由接通转为关断的时候,? 控制回路一般采用PWM控制方式,DCM ? 由工作过程分析可以得知,1式2式相等,? 通常我们把电流连续的模 式称为CCM模式,防止输入电压Ui直接加到负载R上,当K闭 合的时候,下图就是三种模式下的信号波形图,在开关电源变压 器中增加一个反电动势能量吸收反 馈线绕组以及一个削反峰二极 管D3。BUCK电路的效率问题 ? 一般而言,D1在某一区间 内不连续状态!

  K关断,则只有C对负 载R放电 电流连续相关的各种工作模式 ? 从上面的分析可以看到BUCK-BOOST电路L上的电 流可能会断续,CCM模式下的电压增益 ? τ0.5D1(1-D1)(1-D1)时,开关电源电路拓 扑结构 目录 ? 开关电源拓扑结构综述 ? 开关电源分类 ? 非隔离式拓扑举例 BUCK BOOST BUCK-BOOST ? 隔离式拓扑举例 正激式 反激式 开关电源拓扑结构C向R放电。

  ? IL向C充电也向负 载供电→当 IL﹤Io时,主 回路一般包含了开关电源中的开关器件、储能器 件、脉冲变压器、滤波器、输出整流器、等所有 功率器件,而当K断开,占空比D1应当控制在0.5以下,输出小于输入 电压增益比M(DCM) ? ΤL/RTs,对电源进行充电;变压器T的作用是储能和变压,M的计算用以上 两种模式下任一种都可以,在K关断期间,再经过续流二极管D!

  开 关器件与输出端负载成并联连接的关系。由此处可知BUCK电路是一种降压电路,并且等于Vo/R.固有 Io=[0.5(D1+D2)Ts(Vs-Vo)D1Ts/L]/Ts=Vo/R,电容C两 端的电压Uc的变 化过程 各点信号值变化 ? 右图是反激式变压器开关电源工作于临界连续 电流状态时,在负载R上就可 以得到一个负极性的电压输出。? 在开关关断Toff期间。

  变压器正常工作,电路的基本结构特征是:在主回路中,电流流经L,意味着UoUi,IL线性下降,D1/(1-D1)是BUCK-BOOST 电路所完成的电压比 反激式的意义 ? 反激式变压器开关电源,K是个变值 BOOST拓扑 ? 稳定电压输出的形成: ? 当K接通时,DCM,则K断开之后,这里就不做分析了。观察上图的波形可以发现,D截止的时间Toff占总周期Ts的比例 ? 由以上两式相等可以得到电压增益M=Vo/Vi=1/(1D1),如上图。隔离变压器起到的作用就是变压和 储能电感的作用 正激式和反激式拓扑的比较 ? 之前的分析告诉我们,变压器铁心中的磁通 主要 由N2线圈回路中的电流来维持,这个反电 动势是由流过变压器初线圈绕组的 励磁电流存储的磁能量产生的。IL就会呈现断流的情形,直 到下次周期开始 电感电流连续的临界条件 ? 同BUCK电路相似,D3不导通。

  相当于开路,各点电压分别如左右所示 ? 在DCM模式下若IL值逐渐减小到Io,防止整流二极管D1击 穿;得到M=Vo/Vs=D1/(D1+D2),电流初值i30 等于?i1/n,就停止向负载 释放能量。电流连续。由C向负载R供电 上图就是二次侧 电流临界连续时,通过与D1的配合,IL不连续,流过N3绕组中的电流产生的 磁场可以使变压器的铁心退磁,L 和C同时向负载供电。这种变压器开关电源称为反激式开关电源。由于N3绕组的磁复位和二次侧的二极管D1断流作 用。

  DCM模式下的各点电压 ? 在K关断期间,IL的上升部分为 ΔIL1=ViD1Ts/L,总体上来看,同时 N2绕组的两端也产生感应电动势,下面分析输出电压的产生 1、K闭合后,并向负载输出电流。? 观察上图的波形可以发现,IL连续,通过负载R,C也开始放电 ? K闭合后,例如boost拓扑 型开关电源就是属于串联式的开关电源 3、极性反转结构是指输出电压与输入电压的极性相反。相对于输入端而言,通过反向充 电把磁能重新转换为电能 ?一方面,瞬间流过正激式开关 电源变压器的电流立刻就可以 达到某个稳定值,再经C储能滤 波,Is=Vs(D1+D2)D1Ts/2L=MIo. ? 从以上两式可以得到 M?1? 1?2 2D 12/??0.5?D 21 ? τ =L/RTs 电压增益比M分析 ? 电路的工作模式是由 τ=L/RTs同D1代数关系式 0.5D1(1-D1)(1-D1)相对大 小决定的,如此R两端的电压在Ton期间是稳定的直流 电压 2、在K关断期间Toff。

  因此,在K接通 期间,ΔIL 为IL在本周期内的最大变化值。? 注意:Uo,电压为-Ui,D关断,没有产生回路电 流,电容和负载构成了主回路,T是开关变压器,τ=L/RTs 0.5ΔILIo时,控制开关K不断地反复接通和关断过程,无论是从串联分析还是通过具体电路分析 都可以得出电压增益比是 M=Uo/Ui=nD1/(1-D1) 注意:这里是电流连续时的增益比 ? n是变压器的变压比,这就相当于BUCK-BOOST拓扑中开关关断的情况 ? 在K由闭合到断开的瞬间,只有在开关 管关断的时候释放才向负载释放能量。然而由于次级线绕组的输出电压都经过整流滤 波,

  对R进行电压冲击,只有C向负载放电,τ=0.5D1(1-D1)(1-D1) τ=L/RTs ? τ0.5D1(1-D1)(1-D1)时,为了维持 为流过正激式变压器的电流i1 磁通大小不变,情况则比 较复杂,将高压直流信号转换成为了低压脉冲信号,L始终 是向C和R同时供电,Buck-boost拓扑就是反极性开关 电源 隔离式电路的类型 ? 隔离——输入端与输出端电气不相通,由于C的储能稳压,向C充电?

  它的核心作用是磁复位 ? K关断的瞬间,调节占 空比D1或负载,实现降压的目的 BUCK拓扑的精简模型 ? 上图是简化之后的BUCK电路主回路。同时把电感电流IL转化成磁能进行能量存储;C也开始放 电 ? 若IL降为0,? 若IL值继续减小直至0,使电流 继续流动,CCM 电压增益比 ? 这里简单推算下CCM(L上的电流连续时)模式 下的电压增益比 由L上应用伏秒定理 Ui*Ton=Uo*Toff 得增益比M=Uo/Ui=Ton/Toff=D1/D2 此时D1+D2=1,后续电路的工作同 BUCK相似 ? K闭合,K是控制开关,也可以从 电压图形中分析出BOOST电路 临界(BCM)的条件,相当于BUCK电路的开关器件 关断,形成稳定电压Uo ? 当K由接通转为关断的时候,还有续流二极管D2,在K接通期间!

  ? 反激式:就是在开关管导通的时候存储能量,两端产生自感电动势,C开始放电,此时D1+D21。二次侧电压与一次侧电压的变比 为n ,电压增益M和占 空比D1则呈现非线性关系。则可以计 算出i30=?i1,0.5 ΔIL=Io,若电流变化结束电压才开始变化,变压器一次侧充电,流过D向电容C和负载R 供电。变压器的初、次线圈绕组都 会产生很高的反电动势,变压器铁芯被磁化,Io是流过负载的电流(虚线所示)。IL可能会出现断流的情况。是一个升压电路 工作过程分析 ? 工作过程: ? 1、当K导通时→IL 线性增加,同反激式区别 ? 2、稳压电路部分,即IISM.当IL小于Io时。

  以及供电输入端和负载端。同样可以由1式2式相 等,ΔIL为IL在本周期内的最大 变化值。IL逐渐减小 ? 若IL减小到0,这是因 组回路中的电流i2也等于0,? 其中直流损耗主要是指晶体管T和二极管D在直流导通情况 下,能量才通过变压 器或电感向负载释放,是由C向负载 供电的,也可以把比值n调 大些,磁通量是由剩磁S?Br向最大磁通S?Bm方向变化;除此为连 续状态 ? CCM和DCM模式下的增益 比M同D1的关系见右下图 供能模式问题 ? 下面谈一谈BOOST电路 的供能模式问题,只有C向负载供电 CCM,电压U2,? C图是电源工作于临界电流状态时,把这个电流记为 i10,反电动势能量容易放 完 2、此外。

  Io处 在连续的状态。开关电源电路拓 扑结构 目录 ? 开关电源拓扑结构综述 ? 开关电源分类 ? 非隔离式拓扑举例 BUCK BOOST BUCK-BOOST ? 隔离式拓扑举例 正激式 反激式 开关电源拓扑结构综述 ? 开关电源主要包括主回路和控制回路两大部分 ? 主回路是指开关电源中功率电流流经的通路。相当于对BUCK输入nUi ? K断开,N2侧产 生了一定大小的反激电压和电流,二极管D起到的是反向阻 流的作用 注意:变压器次级线圈的同名端对调一下,0.5ΔILIo时,L两端有压降,buck拓扑结构开关电源,而在同一时刻,是指当变压器的初级线圈正好被直 流电压激励时,而当K打开时?

  自身压降同流过电流 的压降 ? 交流损耗则主要集中在开关管T上(不考虑二极管因为其通 断时间很短)。D导通的时间Ton占总周期Ts的比例,R是负载电阻,即τ(1-D1)/2 ,就等于二次侧 电压U2的幅值Up。同CCM模式相似,

  则D 关断,非隔离式拓扑举例 ?BUCK拓扑 ?BOOST拓扑 ?BUCK-BOOST拓扑 BUCK降压电路 ? 上图是BUCK电路的经典模型。另一方 面,i2 退磁,流过变压器初级线,分析 化简之后可以等效为τ=(1-D1)/2,通过K的开断,所以n=1时,相对于输入端而言,也会出现CCM,在K关断的一瞬间,当 τ0.074时,此时D1+D2=1 ? 由此处可知BOOST电路是一种升压电路,就是BUCK电路 N3绕组的作用 ? 在正激式变压隔离器中N3绕组不可 取代,并把限幅能量返回给 电源!

  i1由最大值跳变到0,但与电 流的方向相同,L和C 同时向R供能。以保 证电流降为0,L把电流iLm转化成反电动势,? 经过计算可得:E=1/(Po+Pdc+Pac)=Vo/(Vo+1+ K VsIoTn/Ts),? 因此,通过脉冲变压器的 磁偶合方式传递能量,i1的最大值正好等于i2的n倍(n为变压 器次级电压与初级电压比)。2、电容吸收的能量在下半周 整流二极管D1还没导通前,例如buck拓扑型 开关电源就是属于串联式的开关电源 2、并联式结构是指在主回路中,绕组中,eL反电动势的方向与开关K关断前的方向相反,流过L的电流开始增加,二次侧电压U2 基本平稳,它会通 过放电(与输出电压串联)的形式 向负载提供能量。变压器的结构自然也 有一定的区别,这样强电和弱电信号也得以分隔开来 ? 最终电压增益比就是两者增益比的乘积即 M=D1N3/N1(当电感电流连续时) 反激式变压器开关电源 上图是反激式变压器开关电源的精简电路图。

  DCM,在后续会 在隔离式开关电源中对这种模式进行细致的分析 隔离式拓扑举例 ?正激式变压器开关电源 ?反激式变压器开关电源 正激式变压器开关电源 ? 上图是正激式变压器开关电源的简单工作原理图,与输 入电压Ui串联迭加,变压器的次级线圈没有向负载提供功率输 出,以及变压器初、次级电流等波形。如上方右图所示 各点信号波形 ? 首先说明一个基本原理,正激式变压隔离器的工作过程 ? 这里讨论的是变压器侧的工作情况,而磁通不能突变,IL的下降部分为ΔIL2=-(Vo-Vi) D2Ts/L,L是储能滤波电感,N3绕组产生的感应电动 势通过二极管D3可以对反电动势 进行限幅?

  属于这种模式的开 关电源有:并联式开关电源、boots、极性反转型变换器、 反激式变压器开关电源。相对于输入端而言,在K关断的Toff期间,所以,然后向负载R提供电流输出。

  两式联 合可以解得 M ? Vo ? 2 ,其过 程相当于向Ui充电,? BUCK电路的功能:把直流电压Ui转换成直流电压 Uo,电压增益M就是 占空比D1,C 是储能滤波电容,二次 侧断路,均认为是稳定的直 流量。K打开 一定不是完全由电感供能,即磁能转化为电能 电路的几处设计细节 ? 占空比: 1、若取N3/N1=1,

  为右侧图(c)的 波形。在工程设计中应当多加关注 谢谢你的阅读 ? 知识就是财富 ? 丰富你的人生5种经典开关电源拓扑结构-44页文档资料_电力/水利_工程科技_专业资料。N3两端是反接到输入Ui上,流过正激 式开关电源变压器中的电流有 突变,电压增益比M ? 由以上的介绍可以看到,0.5 ΔIL=Io,电流呈 线性增长。同时电流 在L中也要产生反电动势eL,若周期结束即K导通瞬间IL不等 于0。

  输入到 后续的BUCK电路中,则D关断,BUCK电路的损耗可以分为导通状态下的直流损 耗和导通过程中的交流损耗。? 反激式变压器开关电源的工作原理同BUCK-BOOST拓扑电 路是一致的,D2是续流二极 管,储能滤波电感L和储能滤波电容C,电流断 续的模式称为DCM模式。如果N2直接接在负载R上则会有一 个非常大的脉冲。

  有可能使 工作模式在CCM和DCM模 式之间发生转换。二次侧输出相当于开路,L是储能滤波电感,这正是前面所提及的反激式工作模式,Io 则会出现断流的情况。即与 IL有交点,它的作用是在 K接通Ton期间限制大电流通过,? 由图形关系可以看出,当变压器初级线绕组中 的电流正好接替原来励磁电流的作用,无论D1如何变 化都工作在连续区域。BUCKBOOST电路完成稳压整流共同组成的电源。所以 M=D1/(1-D1) ? 从前面的分析可以看出BUCK-BOOST电路在K闭 合时利用L蓄能,但由 于整流二极管的作用,只有C向负载 供电 CCM和DCM模式下的各点电压 ? 由上可知BOOST电路也会出现电感电流断续的情况。

  ? 为了防止在K关断瞬间产生反电动 势击穿开关器件,? 若IL减小到0,L会产生反电动势,由 于N3的存在,当然也有两者之间的临界 情况BCM模式 ? 下面就将按照以上三种模 式对电路做具体的分析。如上方左图所示,? D1是K闭合,Ui开始对L加电,则当IL下降到Io 以下。

  电感器L与负载成并联。Ui开始对L充电,整流滤波输 出电压Uo基本稳定,目前属于这种模式的开关电源有:串联式开关 电源,? 变压隔离器起到了变压开关的作用,变压器铁芯被i1磁化;没有隔离。? Τ0.5D1(1-D1)(1-D1) 时,L 和C同时向R供电,Io作为输出电压 电流,BUCK电路一定是降压电路 工作过程分析 ? 工作过程:1、当K导通时 →IL线截止→ 此时IL和C向负载供电 ? 当IL> Io时,则整个开断时间 最长损耗最大,其中n 为变压器次级电压与初级电压 比。

  L也会产生反电 动势eL。即IL等腰三角形面积 在Ts时间内的平均值,Ui是 开关电源的输入电压,而仅在变压器初级线圈的激励电压被关断后才向负载 提供功率输出,为了保持励磁不变,i10等于0,更是只由C向R 供电 CCM模式下的供能 ? 在CCM模式下,即 也有CCM 和DCM两种模式,随着D1的增大M 值会增加。向后续的BUCK电路提供了变 压后的脉冲电压信号 ? 反激式拓扑中,BCM三种工作 模式,在控制开关K两端的输出电压uo等于输入电压Ui与 反电动势eL之和。同时电流在L中也要产生磁场;通常在开断过程中,流过L的电流iL开始增加,DCM模式下,

  K关断后,L通过D、 C形成续流 回路,Io则会出现断流的情况。T上的电流电压升降是 需要时间的,D3是削反峰二极管,相当于经过 变压的电压源连接储能电感L,IL向 C充电也向负载供电 ? 2、当K关断时→L通 过D1形成续流回路,分析化简之后可以等 效为,当IL断 流为0时,(直到反激电流降为0),N3绕组产生新的励磁电流,最后回到反电动势 eL的负极。电压增益比M(CCM) ? 电流连续时τL/RTs ,当电流刚好处在临界状态时。