利用推挽方式与同步整流技术实现直直变换器的设计.doc
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1、利用推挽方式与同步整流技术实现直直变换器的设计1.引言开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关晶体管开通和关断的时间比率,维持稳定 输出电压的一种电源。从上世纪90年代以来开关电源相继进入各种电子、电器设备领域,计 算机、程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源。 随着电源技术的发展,低电压,大电流的开关电源因其技术含量高,应用广,越来越受到人 们重视。在开关电源中,正激式和反激式有电路拓扑结构简单,输入输出电气隔离等优点, 广泛应用于中小功率电源变换场合。与正、反激式相比,推挽式变换器变压器利用率高,输 出功率较大,而且由于使用MOS管,基本不存在励磁不平衡
2、的现象。因此,一般认为推挽式变 换器适用于低压,大电流,功率较大的场合。2.基本推挽变换技术推挽式直直变换器的电路结构如图1(a)所示,波形如图1(b)所示。推挽式逆变器将直 流电压变换为交流方波加在高频变压器的原边,在隔离变压器的副边只有一个二极管压降。 当开关管 S1 导通时,二极管 D1 承受正压而导通,而 D2 由于反向偏置而截止;因此,3 电路的设计3.1 主电路的设计开关电源的主电路拓扑结构如图2所示,详细参数如下:输入电压为12(110)V,输 出电压为24V,输出电流为12A,工作频率为33kHz。主电路采用的是推挽型电路,主开关管 用的是IRFP064N,在主电路上输入端有两
3、个1000uF50V并联的输入滤波电容,在输入的电路 的正级接有一个2.2uH的输入滤波电感(电感取值与输出滤波电感一样)。电路中变压器的 设计跟一般变换器所用变压器设计类似,只需注意绕线方式和铜线选择,由于本变换器的电 流过大,故采用多股细线并绕的方式。在输出端用的是同步整流技术,在低电压大电流功率变换器中,若采用传统的普通二 极管或肖特基二极管整流由于其正向导通压降大(低压硅二极管正向压降约0.7V,肖特基二 极管正向压降约0.45V,新型低电压肖特基二极管可达0.32V),整流损耗成为变换器的主要 损耗,无法满足低电压大电流开关电源高效率,小体积的需要。MOSFET导通时的伏安特性为 一
4、线性电阻,称为通态电阻DS R ,低压MOSFET新器件的通态电阻很小,如:IRF2807(75V,82A)、IRL2910(100V,55A)通态电阻分别为0.013、0.O26,它们在通过20A 电流时,通态压降不到0.2V。另外,功率MOSFET开关时间短,输入阻抗高,这些特点使得MOSFET 成为低电压大电流功率变换器首选整流器件。MOSFET的栅-源问的硅氧化层耐压有限,一旦 被击穿则永久损坏,所以实际上栅-源电压最大值在50-75V之间,如电压超过75V,应该在栅 极上接稳压管.并从成本综合考虑,选用IRF2807。需要特别指出的是图中MOS管做为整流 管的接法,有,有些读者可能会
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