【48812】开关电源原理与规划（连载二十六）双激式变压器开关电源

时间: 2024-07-23 07:28:09 |   作者: 斯诺克今晚在线直播时间

  所谓双激式变压器开关电源，便是指在一个作业周期之内，变压器的初级线圈分别被直流电压正、反鼓励两次。与单激式变压器开关电源不同，双激式变压器开关电源一般在整个作业周期之内，都向负载供给功率输出。双激式变压器开关电源输出功率一般都很大，因而，双激式变压器开关电源在一些中、大型电子设备中使用很广泛。这种大功率双激式变压器开关电源最大输出功率能够达300瓦以上，还能够超越1000瓦。

  在双激式变压器开关电源中，推挽式变压器开关电源是最常用的开关电源。因为推挽式变压器开关电源中的两个操控开关K1和K2轮番替换作业，其输出电压波形十分对称，而且开关电源在整个作业周期之内都向负载供给功率输出，因而，其输出电流瞬间响应速度很高，电压输出特性也很好。

  推挽式变压器开关电源是一切开关电源中电压利用率最高的开关电源，它在输入电压很低的情况下，仍能保持很大的功率输出，所以推挽式变压器开关电源被大范围的使用于DC/AC逆变器，或DC/DC转化器电路中。

  一般的DC/AC逆变器，如沟通不间断电源(简称UPS)，大多数都是选用推挽式变压器开关电源电路。这种DC/AC逆变器作业频率很高，所以体积能做到十分小;因为这个特色，推挽式变压器开关电源也常常用于AC/AC转化电路中，以减小电源变压器的体积。

  图1-27是沟通输出纯电阻负载推挽式变压器开关电源的简略原理图。图中，K1、K2是两个操控开关，它们作业的时分，一个接通，另一个关断，两个开关轮番接通和关断，相互替换作业;T为开关变压器，N1、N2为变压器的初级线为变压器的次级线圈;Ui为直流输入电压，R为负载电阻;uo为输出电压，io为流过负载的电流。

  图1-27中，当操控开关K1接通时，电源电压Ui经过操控开关K1被加到变压器初级线绕组的两头，经过电磁感应的效果在变压器次级线绕组的两头也会输出一个与N1绕组输入电压成正比的电压，并加到负载R的两头，使开关电源输出一个正半周电压。当操控开关K1由接通转为关断时，操控开关K2则由关断转为接通，此刻电源电压Ui被加到变压器初级线绕组的两头，经过互感在变压器次级线绕组的两头也输出一个与N2绕组输入电压成正比的电压uo，并加到负载R的两头，使开关电源输出一个负半周电压。

  因为电源电压Ui加到变压器初级线两头发生磁通的方向正好相反，所以在负载上可得到一个与线绕组所加电压对应的正、负极性电压uo。正半周对应的是K1接通时，N1绕组与N3绕组相互感应的输出电压;负半周对应的是K2接通时，N2绕组与N3绕组相互感应的输出电压。

  图1-27中，当操控开关K1接通时，输入电源Ui开端对变压器初级线绕组加电，电流从变压器初级线绕组的两头经过，经过电磁感应会在变压器的铁心中发生磁场，并发生磁力线;一起，在初级线绕组的两头要发生自感电动势e1，在次级线绕组的两头也会发生感应电动势e3;感应电动势e3效果于负载R的两头，由此发生负载电流。因而，在初、次级电流的一起效果下，在变压器的铁心中会发生一个由流过变压器初、次级线圈电流发生的组成磁场，这个磁场的巨细可用磁力线通量(简称磁通量)，即磁力线的数目 来表明。

  假如用 1来表明变压器初级线绕组电流发生的磁通量，用 3来表明变压器次级线圈电流发生的磁通量，因为变压器初、次级线圈电流发生的磁场方向总是相反，则在操控开关K1接通期间，由流过变压器初、次级线圈电流在变压器铁心中发生的组成磁场的总磁通量为：

  其间变压器初级线圈电流发生的磁通 1还能够分红两个部分，一部分用来抵消变压器次级线圈电流发生的磁通 3，记为 10，另一部分是由励磁电流发生的磁通，记为 1。明显 10 =- 3， 1 = 。即：变压器铁心中发生的磁通量，只与流过变压器初级线圈中的励磁电流有关，与流过变压器次级线圈中的电流无关;流过变压器次级线圈中的电流发生的磁通，彻底被流过变压器初级线圈中的另一部分电流发生的磁通抵消。

  上式中，(Up)为开关变压器次级线绕组正激输出电压的幅值，用括弧匡住来表明。因为流过开关变压器初级线绕组的励磁电流是线性改变的，所以咱们能够为开关变压器次级线绕组正激输出电压是一个方波。方波的幅值Up与半波平均值Upa以及有效值Uo三者彻底持平。

  (1-128)式便是推挽式变压器开关电源正激输出时的电压关系式。上式中，(Up)为开关变压器次级线绕组正激输出电压的幅值，Ui为开关电源变压器初级线绕组的输入电压;n为变压比，即：开关变压器次级线圈输出电压与初级线圈输入电压之比，n也能够看成是开关变压器次级线绕组与初级线绕组的匝数比，即：n = N3/N1。

  由此可知，在操控开关K1接通期间，推挽式变压器开关电源变压器次级正激输出电压的幅值只与输入电压与变压器的次/初级变压比有关。

  同理咱们也能够求得，当操控开关K2接通时，开关变压器N3线圈绕组正激输出电压的幅值(Up-)为：

  上式中的负号表明e3的符号与(1-128)式中的符号相反，(Up-)表明与(Up)的极性相反。

  这儿还需指出，(1-128)式和(1-129)式列出的计算结果，并没考虑操控开关K1或K2关断瞬间，励磁电流存储的能量也会经过变压器的次级线绕组发生反电动势(反激式输出)的影响，即：推挽式变压器开关电源一起存在正、反激电压输出。

  反激式电压发生的原因是因为K1或K2接通瞬间变压器初级或次级线圈中的电流初始值不等于零，或磁通的初始值不等于零。即：推挽式变压器开关电源中反激式电压的发生是由变压器励磁电流存储的能量发生的。