正激变换器工作原理分析解析优秀PPT.ppt

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1、正激变换器1正激变换器的工作原理正激变换器的工作原理姓名：郅瑞行学号：正激变换器2CONTENTSI.基本电路II.基本工作原理III.元器件的选择IV.举例介绍 正激变换器3Forward converter(正激变换器)Forward converter 是在Buck converter 中插入一个transformer 得到的.特点:1.电路比较简洁,铜耗较低;2.输出电压电流纹波较小;3.变压器磁芯单边磁化;4.开关管峰值电流较低;5.变压器是个纯粹的变压器;6.变压器铁芯不必加气隙;但在有的铁芯中为了削减Br,需加很小的气隙.一,基本电路电感不能省去磁能量在磁场中而不是在去磁线圈的电

2、流里关断时的电流与关断时去磁回路的电流不等，因为能量相等而匝数不一样正激变换器4二,基本工作原理 0,TonQ turned ON正激变换器5二,基本工作原理 Ton,TrQ turned OFF复位绕组的电压为:原副边绕组上的电压为:Where K13=W1/W3,K23=W2/W3正激变换器6二,基本工作原理(续)Ton,TrQ turned OFFQ上的电压:Vin反向加在复位绕组W3上,故磁通减小:Where DR=(Tr-Ton)/Ts正激变换器7二,基本工作原理(续)Tr,Ts Q turned OFFQ off,&resetQ上的电压:励磁电流iM从W1转移到W3上后,减小到零:

3、到Tr时刻后,所有绕组中电流为零,电压也为零.正激变换器82.1.输入端电流电压关系UP,IP(1)由(1)得(2)(3)正激变换器9US,IS2.2.输出端电流电压关系(4)由(4)得,(5)(6)正激变换器102.3.磁通复位的关系同理，可得因为磁通复位，有(7)(6)(6“)where正激变换器112.3.磁通复位的关系(续)UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQDRQ关断时,开关管上的耐压为复位线圈箝位二极管的反向承压为考虑Q的耐压和变压器窗口的利用率,因此,一般复位绕组NR取NP一样.即正激变换器122.4,原副边电流的关系UPUSVoutVinCfLfNPNSNR同理，可得由

4、(8),(9)和(5)可得到(8)(9)电感Lf上的电流平均值为输出电流Iout.即(10)(11)1,副边电流正激变换器132.4,原副边电流的关系LfVoutVinUPUSCfNPNSNR(14)(12)(13)由(6)和(12)可得原边电流最大值2,原边电流正激变换器14三.元器件的选择UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQQ所承受的电压为1.开关器件QQ所流过的最大电流为(15)(16)正激变换器15三.元器件的选择1.开关器件QIPLiPLiMUPUSVoutVinCfLfNPNSNRQ正激变换器16三.元器件的选择UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D22.整流二

5、极管D1,D2,DRD1所承受的电压为D1所流过的最大电流为(17)(18)正激变换器17三.元器件的选择UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D22.二极管D1,D2,DRD2所承受的电压为D2所流过的最大电流为(19)(20)留意：N的下标正激变换器18三.元器件的选择2.二极管D1,D2,DRDR所承受的电压为DR所流过的最大电流为(21)(22)UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D2正激变换器19三.元器件的选择UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D2IoutiLfVoppVoutC所承受的电压为Cf的容量(23)(24)3.滤波电容Cf假定电感上的

6、电流连续.事实上,在设计电感时必须满足电流连续这一条件.正激变换器20三.元器件的选择UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D2IoutiLfVoppVout(25)3.滤波电容Cf把(9)式代入(24),有正激变换器21三.元器件的选择UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D2iLfA,Lf电感量的确定4.滤波电感Lf的设计电感量大,对平滑输出电流电压有好处,同时减小了变压器的铜耗;但电感器体积和重量增加,且Q,和D1的开通损耗,D2的反向恢复损耗增大.电感量小,输出电流电压的纹波增加,变压器的铜耗增加些;但电感器体积和重量减小,且Q,和D1的开通损耗,D2的反向恢复损耗

7、也降低了.为此,一般取电感量Lf为额定电流临界连续的电感量Lfmin的1.3倍.(26)正激变换器22三.元器件的选择UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D2iLfA,Lf电感量的确定(续)4.滤波电感Lf的设计(27)(28)正激变换器23UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D2iLf三.元器件的选择4.滤波电感Lf的设计B.选定磁芯材料和型式-B,Bm根据工作频率,磁化形式,传输功率,线圈绕组的绕制等要求,以及磁芯的磁化曲线,供货情况等来确定磁芯材料.C.确定磁芯型材的大小-Ae,AW,lm由电流密度参数法,有(29)一般取0.4正激变换器24三.元器件的选择UPU

8、SVoutVinCfLfNPNSNRQD1D2(30)4.滤波电感Lf的设计iLf正激变换器25三.元器件的选择UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D24.滤波电感Lf的设计D.根据电流大小和选定磁芯确定电感线圈匝数NL由磁链公式,可得(31)正激变换器26三.元器件的选择UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D25.变压器的设计A.选定磁芯材料和型式-根据工作频率,磁化形式,传输功率,线圈绕组的绕制等要求,以及磁芯的磁化曲线,供货情况等来确定磁芯材料.B.确定磁芯型材的大小-Ae,AW,lm由电流密度参数法,有(35)正激变换器27三.元器件的选择5.变压器的设计UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D2where(36)取NP=NR,故kp=kR正激变换器28三.元器件的选择UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D2(39)中的PM与Pin相比很小时,为计算方便,PM可忽略5.变压器的设计令(39)(37)(38)(38)正激变换器29三.元器件的选择UPUSVoutVinCfLfNPNSNRQD1D25.变压器的设计根据(39),确定磁芯的大小.于是得到Ae,AW,lmC.确定原副边绕组和去磁绕组匝数-NP,NS,和NR由(2),(5)知,所以,有(40)于是由(36)可得,(41)(42)正激变换器30四、举例介绍