開關(guān)電源的技術(shù)應(yīng)用月盤點(diǎn)

、關(guān)斷及導(dǎo)通損耗。從電路拓?fù)浞绞缴蟻碇v，采用零開關(guān)變換拓?fù)浞绞疆a(chǎn)生諧振使電路中的電壓或電流在過零時開通或關(guān)斷可最大限度地減少開關(guān)損耗但也無法徹底消除開關(guān)管的損耗故利用散熱器是常用及主要的方法。

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　　高頻開關(guān)電源雙閉環(huán)反饋并聯(lián)系統(tǒng)

　　單獨(dú)設(shè)計(jì)一個輸出電壓負(fù)反饋系統(tǒng)，利用電壓反饋系統(tǒng)的輸出來控制各臺高頻開關(guān)電源，形成雙閉環(huán)反饋，從而達(dá)到并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)壓輸出.由于單臺高頻開關(guān)電源的工作原理眾所周知，故以下著重從自動控制系統(tǒng)原理方面介紹并聯(lián)系統(tǒng)的工作原理.

　　2.系統(tǒng)控制原理圖

　　并聯(lián)系統(tǒng)的自動控制原理如圖1所示.

　　在自動控制電機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)中，有一種轉(zhuǎn)速.電流雙閉環(huán)反饋系統(tǒng)，又稱串級系統(tǒng).

　　外環(huán)是轉(zhuǎn)速反饋，內(nèi)環(huán)是電流反饋.任何系統(tǒng)內(nèi)外擾動或電網(wǎng)電流變化造成的轉(zhuǎn)速變化，都能通過外環(huán)或內(nèi)環(huán)的反饋系統(tǒng)調(diào)節(jié)，達(dá)到穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速輸出.本文正是基于此設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)了如圖1的高頻開關(guān)電源雙閉環(huán)反饋并聯(lián)自動控制系統(tǒng).圖中各臺高頻開關(guān)電源本身就是可以獨(dú)立工作的，且內(nèi)部形成電壓或電流負(fù)反饋系統(tǒng).并聯(lián)系統(tǒng)電壓反饋屬于外環(huán)，內(nèi)環(huán)由高頻開關(guān)電源內(nèi)部形成.這種并聯(lián)系統(tǒng)之所以簡單，就是在單臺獨(dú)立工作的電源基礎(chǔ)上，把輸出端簡單并聯(lián)在一起.而輸入端的給定由外環(huán)統(tǒng)一加到各臺獨(dú)立的高頻開關(guān)電源.

　　圖1中虛線框內(nèi)1#.2#.…….N#為各臺高頻開關(guān)電源，其內(nèi)部自動控制原理圖簡化為一階系統(tǒng)比例積分環(huán)節(jié)，所以各臺高頻開關(guān)電源的穩(wěn)流或穩(wěn)壓精度很高.圖中它們工作在穩(wěn)流狀態(tài)下.

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　　開關(guān)電源中RC緩沖電路的設(shè)計(jì)

　　在帶變壓器的開關(guān)電源拓?fù)渲?，開關(guān)管關(guān)斷時，電壓和電流的重疊引起的損耗是開關(guān)電源損耗的主要部分，同時，由于電路中存在雜散電感和雜散電容，在功率開關(guān)管關(guān)斷時，電路中也會出現(xiàn)過電壓并且產(chǎn)生振蕩。如果尖峰電壓過高，就會損壞開關(guān)管。同時，振蕩的存在也會使輸出紋波增大。為了降低關(guān)斷損耗和尖峰電壓，需要在開關(guān)管兩端并聯(lián)緩沖電路以改善電路的性能。

　　緩沖電路的主要作用有：一是減少導(dǎo)通或關(guān)斷損耗；二是降低電壓或電流尖峰；三是降低dV/dt或dI/dt。由于MOSFET管的電流下降速度很快，所以它的關(guān)斷損耗很小。雖然MOSFET管依然使用關(guān)斷緩沖電路，但它的作用不是減少關(guān)斷損耗，而是降低變壓器漏感尖峰電壓。本文主要針對 MOSFET管的關(guān)斷緩沖電路來進(jìn)行討論。

　　RC緩沖電路設(shè)計(jì)

　　在設(shè)計(jì)RC緩沖電路時，必須熟悉主電路所采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)情況。圖l所示是由RC組成的正激變換器的緩沖電路。圖中，當(dāng)Q關(guān)斷時，集電極電壓開始上升到2Vdc，而電容C限制了集電極電壓的上升速度，同時減小了上升電壓和下降電流的重疊，從而減低了開關(guān)管Q的損耗。而在下次開關(guān)關(guān)斷之前，C必須將已經(jīng)充滿的電壓2Vdc放完，放電路徑為C、Q、R。

　　假設(shè)開關(guān)管沒帶緩沖電路，圖1所示的正激變換器的復(fù)位繞組和初級繞組匝數(shù)相同。這樣，當(dāng)Q關(guān)斷瞬間，儲存在勵磁電感和漏感中的能量釋放，初級繞組兩端電壓極性反向，正激變換器的開關(guān)管集電極電壓迅速上升到2Vdc。同時，勵磁電流經(jīng)二極管D流向復(fù)位繞組，最后減小到零，此時Q兩端電壓下降到Vdc。圖2所示是開關(guān)管集電極電流和電壓波形?？梢姡_關(guān)管不帶緩沖電路時，在Q關(guān)斷時，其兩端的漏感電壓尖峰很大，產(chǎn)生的關(guān)斷損耗也很大，嚴(yán)重時很可能會燒壞開關(guān)管，因此，必須給開關(guān)管加上緩沖電路。