隔離型dcdc變換器

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1、隔離型DC/DC變換器1參考文獻[1]張占松，蔡宣三.開關(guān)電源的原理與設(shè)計，電子工業(yè)出版社3.1變壓隔離器的理想結(jié)構(gòu)2[2]SIOMNANG,ALEJANDROOLIVA.開關(guān)功率變換器——開關(guān)電源的原理、仿真和設(shè)計，機械工業(yè)出版社4.2正激變換器概述非隔離的DC/DC變換器的局限性輸入輸出不隔離，形成地線上的環(huán)流輸入輸出電壓比或電流比不能太大無法實現(xiàn)多路輸出3解決方法采用變壓隔離器概述理想變壓隔離器的特征從輸入到輸出能夠通過所有的信號頻率，即從理想的直流到交流都能變換；變換時可不考慮能量損耗；變換中能提供任何選定的電壓和電流變比能使輸入

2、和輸出之間完全隔離變換時，無論從原邊到副邊，或副邊到原邊，都是一樣方便有效4理想的變壓隔離器符號概述常見的變壓隔離器電路5單端變壓隔離電路雙端變壓隔離電路主要應(yīng)用于中小功率電路優(yōu)點：線路簡單缺點：（1）輸入電流脈動（2）S1關(guān)斷時承受高壓（3）閉路峰值電流大概述常見的變壓隔離器電路6半橋變壓隔離電路全橋變壓隔離電路隔離型Buck變換器——單端正激變換器電路的構(gòu)成7基本buck變換電路拓撲Buck變換器工作波形隔離型Buck變換器——單端正激變換器電路的構(gòu)成8隔離型buck（正激Forward）變換器隔離型Buck變換器——單端正激變換器工

3、作原理9N3+VD2：將殘存的能量饋送到輸入端，即進行磁復(fù)位。由于磁芯的磁滯效應(yīng)，當(dāng)具有非零直流平均電壓的單向脈沖加到變壓器初級繞組上，線圈電壓或電流回到零時，磁芯中磁通并不回到零，這就是剩磁通。剩磁通的累加可能導(dǎo)致磁芯飽和，因此需要采用磁復(fù)位（去磁技術(shù)）（2）電感L儲能，電流直線上升隔離型Buck變換器——單端正激變換器工作原理10能量傳遞階段VT導(dǎo)通UN2UO（1）經(jīng)變壓器耦合和二極管VD向負載傳輸能量。工作原理11隔離型Buck變換器——單端正激變換器磁復(fù)位階段VT截止（2）副邊：VD截止，VD1導(dǎo)通，L向負載釋放能量，電流直線下降

4、。（1）原邊：磁芯中的剩磁能量通過VD2和N3向輸入電源饋送。工作原理12隔離型Buck變換器——單端正激變換器續(xù)流階段VD2截止磁芯中的能量釋放完畢。VD1導(dǎo)通或截止（1）如果電感儲能能夠維持電流連續(xù)至下個周期開始，VD1始終導(dǎo)通。（2）如果電感電流斷續(xù)，則VD1截止。工作原理13隔離型Buck變換器——單端正激變換器uVD1Uo輸出電壓平均值VT截止時隔離型Buck變換器——單端正激變換器正激變換器的設(shè)計開關(guān)管的選擇（1）開關(guān)管的漏極額定電流必須大于流過IGBT漏極實際電流IDmax。14（2）當(dāng)N1=N3時，開關(guān)管承受最大電壓為2U

5、i隔離型Buck變換器——單端正激變換器整流二極管、續(xù)流二極管的選擇（1）流過整流二極管和續(xù)流二極管中的電流峰值均為電感電流峰值（2）VD1承受最大電壓出現(xiàn)在VT導(dǎo)通時（3）VD承受最大電壓出現(xiàn)在VT截止時15隔離型Buck變換器——單端正激變換器多路輸出的正激變換器原理圖16隔離型Buck變換器——單端正激變換器例前頁所示正激變換器，輸入電源電壓60V，二次主輸出的平均輸出電壓為5V,開關(guān)頻率為1kHz，輸出電感電流紋波最大值為0.1A，原邊邊繞組匝數(shù)60，匝比Nr/Np等于1。求：（1）副邊主繞組匝數(shù)最小值Nsm；（2）輸出濾波電感L

6、om的值。17隔離型Buck-Boost變換器——單端反激變換器電路的構(gòu)成18基本Buck-Boost變換器隔離型Buck-Boost變換器電感—>隔離變換器隔離型Buck-Boost變換器——單端反激變換器電路的構(gòu)成19單端反激式（Flyback）變換器VT導(dǎo)通時，VD截止VT截止時，VD導(dǎo)通電感儲能型變換器導(dǎo)通終了時，i1的幅值隔離型Buck-Boost變換器——單端反激變換器工作原理20VT導(dǎo)通時，VD截止i1i2流過N1的電流VT截止時，VD導(dǎo)通I2p為VT截止時i2的幅值流過N2的電流隔離型Buck-Boost變換器——單端反激

7、變換器3種工作狀態(tài)變壓器磁通臨界連續(xù)狀態(tài)21VT截止時間toff和繞組N2中電流i2衰減到零所需的時間相等隔離型Buck-Boost變換器——單端反激變換器變壓器磁通不連續(xù)狀態(tài)22VT截止時間toff比繞組N2中電流i2衰減到零所需的時間更長即toff>(L2/UO)I2P隔離型Buck-Boost變換器——單端反激變換器輸入輸出電壓關(guān)系23即輸入功率為VT導(dǎo)通期間，變壓器T儲能輸出功率為假定電路無損結(jié)論：（1）Uo與負載RL有關(guān)，RL↑→Uo↑（2）Uo與導(dǎo)通時間成正比（3）與電感量L1成反比隔離型Buck-Boost變換器——單端反激

8、變換器開關(guān)管承受電壓24VT截止時，N1上的感應(yīng)電勢VT截止時，漏-源承受的電壓隔離型Buck-Boost變換器——單端反激變換器變壓器磁通連續(xù)狀態(tài)25VT截止時間較小，toff<(L2/UO