单端正激(Forward)变换器的工作原理&CCM模式下电路设计参数计算 |
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前面介绍的几种拓扑的输入和输出都是没有隔离的,单端正激(Forward)变换器是在buck的基础上加入变压器隔离,单端 —— 变压器磁通仅在单方向变化;正激 —— 开关管导通时电源将能量直接传送给负载 单端正激(Forward)变换器的工作原理![]() 单端正激由于加入隔离变压器导致要考虑磁芯磁通的问题,如上图,如果没有磁复位电路,每次开关管导通Up都会给磁芯充磁,且整个周期没有退磁的过程,这样变压器的磁芯磁通肯定会饱和, 开关管导通的时候,N1绕组电压、电流都是上正下负,同时次级N2电压也是上正下负,向负载供电,而N3绕组电压下正上负,由于二极管D3的单向导电性,N3绕组无电流。这个阶段N1绕组给磁芯充磁。当开关管关断的时候,各绕组电压极性都反转,N1、N2绕组都无电流,而N3绕组(电压上正下负)通过电源和DR形成回路,绕组电流下正上负,给磁芯退磁,同时把能量回存到电源中(给电源滤波电容充电),也防止N1组产生过高的反峰电压将开关管击穿,一举三得。磁芯磁通在每个开关管截至期间被释放掉。 二、设计一正激式变换器,要求工作于电感电流连续状态,技术指标要求如下: 1、输入直流电压:100~150V; 2、输出直流电压:5V; 3、最大输出电流:5A; 4、最小输出电流:0.1A; 5、输出电压纹波峰峰值:100mV; 6、开关频率:100kHz。 主电路参数设计目标 1、变压器设计:需求得变压器匝数比、变压器额定功率两个参数。 2、电感参数设计:求得电感量与最大有效值电流、最大峰值电流三个参数。 3、电容参数设计:需得到电容量与额定电压两个参数。 4、开关管选择:需得到额定电流、额定电压两个参数。 5、二极管选择:需得到额定电流、额定电压两个参数 1、变压器参数计算开关管导通时:
阻断二极管D2有效电流可以参考BUCK的MOS: MOS管额定电流一般要求取MOS管最大有效值电流的2~3倍. 由于N1=N3,D3续流电流为变压器的励磁电流,励磁电流的详细计算需要先确定磁芯,一般可以粗略考虑复位绕组的额定电流(D3的额定电流)为主绕组额定电流(MOS管额定电流)的10%~30%,因此,D3额定电流为ID3 = |
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