ACDC变压器
本文最后更新于 204 天前,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

基本原理

电磁感应:电压和绕线匝数成正比。

绕线方向影响电流方向

基本电路结构:


反激变压器(Flyback)

原边导通-副边二极管截止-变压器储能,电容提供能量

原边断开-副边二极管导通-变压器提供能量并给电容充能

简单记忆方法:一级和二级绕组极性方向相反 *非判断依据。正激反激的本质区别是原/副边相位关系和电路拓扑结构!

工作状态分析:

左侧电路开关管导通时,变压器原边电感电流开始上升,电流方向上负下正(可以把电感看做电源),形成上正下负的感生电动势,此时由于次级同名端的关系,副边感生电动势为上负下正,输出二极管截止,变压器储存能量,负载由输出电容提供能量。

当开关管截止时,变压器原边电感感应电压反向,副边电压电流也反向,此时输出二极管导通,变压器中的能量经由输出二极管向负载供电,同时对电容充电,补充刚刚损失的能量。

输出变压器除了实现电隔离和电压匹配之外,还有储存能量的作用,前者是变压器的属性,后者是电感的属性,因此也被称为电感变压器、异步电感。

工作状态下:初级工作,次级不工作,两边独立(DCM 模式)

变压器的电感会比较小,而且需要加气隙,一般适合中小功率情况

优点:成本低,多路电压输出
缺点:中小功率(电感较小,需要加气隙),效率相对低


正激变压器

正激式开关电源是指当变压器的初级线圈正在被直流电压激励时,变压器的次级线圈正好有功率输出。
初级工作次级也工作,次级不工作有续流电感续流( CCM 模式 )

开关管开启时,D1导通,副边线圈直接输出
开关管关断时,D1截止,次级储能电感和续流二级管维持输出

磁复位绕组:在开关管断开时吸收初级向次级建立传递能量通路时的能量,防止磁通量在磁芯中累积造成磁饱和,损坏开关管

优点:
输出功率高,适用于低压,大电流(100W-300W)的开关电源 
缺点:
为防止变压器初级线圈产生的反电动势把开关管击穿,需要增加反电动势绕组
次级多加1个电感进行储能滤波,成本较高
正激式开关电源变压器的体积要比反激式开关电源变压器的体积大


自激变压器

利用间歇振荡电路组成的开关电源,是目前广泛使用的基本电源之一。

当接入电源后在 R1 给开关管 VT1 提供启动电流,使 VT1 开始导通,其集电极电流 Ic 在 L1 中线性增长,在 L2 中感应出使 VT1 基极为正,发射极为负的正反馈电压,使 VT1 很快饱和。

与此同时,感应电压给 C1 充电,随着 C1 充电电压的增高, VT1 基极电位逐渐变低,致使 VT1 退出饱和区, Ic 开始减小,在 L2 中感应出使 VT1 基极为负、发射极为正的电压,使 VT1 迅速截止,这时二极管 VD1 导通,高频变压器T初级绕组中的储能释放给负载。在 VT1 截止时, L2 中没有感应电压,直流供电输人电压又经 R1 给 C1 反向充电,逐渐提高 VT1 基极电位,使其重新导通,再次翻转达到饱和状态,电路就这样重复振荡下去。

自激变压器的副边电路和反激式相同,主要区别在于原边通过电容器和BJT实现了振荡电路。


原边反馈PSR

反激式电源自然提供隔离效果。如果要检测输出,需要使用光耦等隔离元件:
·增加了电源的成本
·光耦使用寿命限制期间寿命
在此基础上,开发了原边反馈技术——不从输出直接采样,而是从初级线圈采样,通过初级线圈的情况来计算次级线圈的情况推算输出情况。
由于部分信息难以从初级线圈直接得到,因此通常还使用一个辅助线圈并和初级线圈共地,以和次级隔离。

辅助线圈与副边线圈上的电压与匝数比有关,且在副边线圈去磁结束点(线圈上的电流下降至0时),电源输出电压等于副边线圈上的电压。
采样该反馈电压信号,经控制芯片处理得到理想的PWM控制信号,用于控制原边侧功率管的开关,功率管的开关时间决定了变压器上能量储存的多少,从而也直接影响了副边输出电压的大小。最终可得到稳定的电压输出。

反馈电压->控制IC->PWM信号->开关管->变压器储能->输出电压

原边整流+分压电阻检测

优点:得到是直流电压值,电压值稳定,易于电压控制。
缺点:整流二极管的压降、变压器的离散性,次端阻抗和匝数比的离散型都会影响对输出电压采样的准确性
原因:采样的电压并非最终输出电压,而是一个中间量。

原边采样+分压电阻检测

直接检测采样绕组两端的电压,与内部基准进行比较从而调节占空比
得到的是交流信号,只有在副边进入断续状态时,采样得到的电压值会反映真实的输出电压值,因此需要芯片内部进行判定。
优点:间接采样Vds,实现波谷开通,减小损耗;
缺点:受寄生参数影响大。Vo受二极管精度影响,受到变压器离散性的影响。


副边反馈SSR

直接检测副边输出电压,通过隔离电路(常为光耦)将输出电压信号转化为电流信号,接至控制芯片侧,或者通过耦合电感反馈。

优点:高低压隔离,易于控制,输出电压的精度更好,离散性更小。
缺点:环路补偿设计复杂,成本高,电路设计相对复杂,需要添加光耦、误差放大器。

暂无评论

发送评论 编辑评论


				
|´・ω・)ノ
ヾ(≧∇≦*)ゝ
(☆ω☆)
(╯‵□′)╯︵┴─┴
 ̄﹃ ̄
(/ω\)
∠( ᐛ 」∠)_
(๑•̀ㅁ•́ฅ)
→_→
୧(๑•̀⌄•́๑)૭
٩(ˊᗜˋ*)و
(ノ°ο°)ノ
(´இ皿இ`)
⌇●﹏●⌇
(ฅ´ω`ฅ)
(╯°A°)╯︵○○○
φ( ̄∇ ̄o)
ヾ(´・ ・`。)ノ"
( ง ᵒ̌皿ᵒ̌)ง⁼³₌₃
(ó﹏ò。)
Σ(っ °Д °;)っ
( ,,´・ω・)ノ"(´っω・`。)
╮(╯▽╰)╭
o(*////▽////*)q
>﹏<
( ๑´•ω•) "(ㆆᴗㆆ)
😂
😀
😅
😊
🙂
🙃
😌
😍
😘
😜
😝
😏
😒
🙄
😳
😡
😔
😫
😱
😭
💩
👻
🙌
🖕
👍
👫
👬
👭
🌚
🌝
🙈
💊
😶
🙏
🍦
🍉
😣
Source: github.com/k4yt3x/flowerhd
颜文字
Emoji
小恐龙
花!
上一篇
下一篇