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高频整流电路中的新型电压毛刺无损吸收电路

发布时间:2020-07-01 01:47:22 阅读: 来源:人造石厂家

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本文引用地址: 电压毛刺是高频变换器研制和生产过程中的棘手问题,处理得不好会带来许多的问题,诸如:功率管的耐压必须提高,而且耐压越高,其通态电压越大,功耗越大,这不仅使产品效率降低,而且使电路可靠性降低;另外,高频杂音的增加,对环境造成污染;为了达到指标,必须进一步采取措施,结果不仅使产品体积增大,而且使成本增加。解决办法通常是:增加主变压器中各线圈的耦合程度,以减少漏感(例如双线并绕等);选用结电容小,恢复时间短的优质开关管;增加吸收电路,最常用的是RC吸收电路,这种电路虽结构简单,但是有损的,而且变换器功率越大,需要的C越大,使R上的功耗也越大,导致R的体积很大,其结果是产品中常常装有体积大的电阻电容,使运行环境恶化,整机效率降低。显然这些解决办法不理想,本文将介绍两种无损电压毛刺回收电路。

1 常规RC吸收电路的功耗

RC吸收电路如图1所示,设主变压器一次侧为半桥或全桥电路,二次侧为极性交变的脉宽调制方波,并且带有毛刺,如图2所示。这样在RC串联电路中就有充放电过程,在R上就会有功耗。为分析方便,先不考虑电压毛刺,uAC的电压波形为极性交变的方波。

图1 高频整流的RC吸收电路

图2 高频调制方波

设某一时刻t=0时uAC的极性为上正下负,大小为Eo,C上的电压为Eo,极性上负下正,等效电路如图3所示。由电路方程可得

Eo=idt-Eo+iR

图3 等效电路

由初始条件t=0时,i=2Eo/R,解得i=2Eoe-t/RC/R。

电阻R上的消耗功率WR=i2Rdt=2CEo2

即C上的电压从-Eo→+Eo变化过程中,R上的功耗为2CEo2。

充电过程结束最终C上的电压为Eo,极性反转。一个周期内uAC翻转两次,R上的总功耗为4CEo2。例如:一个输出为48V的整流器,Eo通常约为150V,频率f取50kHz,电容C取1nF,则R上的功耗WR=4CEo2×f=5W。考虑毛刺的因素实际值远大于此值。显然,对于大功率高频率变换器,R上的功耗是相当大的。

2 主变压器二次为桥式整流电路的电压毛刺无损吸收电路

二次为桥式整流电路如图4所示。图中D1,D2,D3,D4为主整流管;D11及D12为毛刺吸收电路专用二极管。Lo与Co为主整流电路中的电感和电容;C为毛刺能量储存电容。L,S,D组成毛刺能量转换释放电路。主变压器中绕组CD和脉冲转换电路一起形成S的开关控制脉冲ugs,与绕组AB形成固定的相位关系。绕组AB的电压uAB波形与S上的驱动脉冲波形示于图5。

图4 全桥整流电路与电压尖峰吸收电路 DIY机械键盘相关社区:机械键盘DIY

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