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双管正激变换器:作业原理、FOM及器材选型攻略

来源:大鱼游戏官网bigfish    发布时间:2024-09-25 02:59:12
详细介绍:

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  双管正激变换器十分受150W - 750W ATX电源 / 银盒的欢迎,还与零电压开关(ZVS)LLC拓扑存在竞赛联系。它是一种硬开关拓扑且不在ZVS形式下作业。但正由于如此,它供给了没有体二极管导通的长处。MOSFET的输入电压是功率因数校对(PFC)变换器的输出电压,输出功率 ≥ 65W的任何电源都需求装备该(PFC)变换器。该(PFC)电压的典型值为380V - 400V。在关断期间,MOSFET会有来自走漏感应能量的附加电压尖锋,虽然是通过敏捷康复二极管箝位的。

  根本作业如下:图1a显现了晶体管Q1和Q2,二者一同翻开将能量从变压器一次侧传送到二次侧。在二次侧,正向整流二极管导电,将能量传送到输出滤波器和负载。

  当晶体管Q1和Q2关断时,变压器励磁电流流经现在正向偏置的二极管D1和D2并流回电源,如图1b所示。这两个二极管继续导电,直至一次侧的悉数励磁能量和储存在漏电感中的能量回来输入电源。由于二极管D1和D2担任箝制电压尖峰于输入电压,所以无需缓冲电路。超出输入电压的任何过冲都需求以适宜的电路布局加以办理,以最大极限减小杂散电感。在二次侧,续流二极管如图导电,将输出感应器能量传送给负载。

  在一次侧的关断周期内,当其ON时刻短于OFF时刻(作业周期小于50%)时完成的变压器复位。换言之,一次绕组自身充任复位绕组。OFF时刻善于ON时刻一定会复位变压器。

  为进一步加以阐明,无妨考虑一个上限功率损耗为8W的TO-220 / TO-220F器材。假定这是对PFC运用的最优挑选。最优的意思是导通损耗为额定功率下总损耗的40% - 50%。这也会是双开关转换器的最优解吗?答案当然并非是。在双开关拓扑中,C

  oss/Qoss和Qsw对总损耗的奉献约为87%,其他为导通损耗。导电损耗与开关损耗之间这种不均衡对功率和本钱十分晦气。导通损耗小于单开关PFC转换器状况的原因是,所运用的每个MOSFET具有单开关PFC电路的一半电流,一同以两倍频率进行切换。

  x Ids交代而发生的损耗。这些损耗用所谓“Qsw”来衡量,它是Qgd和Qgs的组合,代表MOSFET的有用开关电荷。开关损耗是负载和开关频率的函数。

  os开关损耗是总损耗的一大部分。器材的Coss/ Qoss是一个很重要的损耗,特别是在轻负载状况下开关损耗超越导电损耗。该损耗根本与负载和Qsw无关,在挑选正真合适MOSFET时需求连同Qsw一同予以考虑。与特定运用有关的根据损耗奉献的FOM为:

  DS的不同而有相当大的差异。该差异对高压超结功率MOSFET(图3a)比对平面式(图3b)明显更大。为阐明输出电容器的非线性,可用Poss = ½ Co(er)x V2x Fsw作为近似的损耗公式。(Co(er)是等效电容,它和Coss具有相同的损耗,而一般Coss包含于标准书中)。需求指出的是,与输出电容相关的损耗(在任何高压拓扑中都是总损耗公式的一个重要组成部分)在行业标准FOM=RDS(on)(typ)xQg(typ)中并未得到考虑。但它们对本剖析中运用的与特定运用相关的FOM(用于器材选型)是必不可少的。

  在紧记这个要求的状况下,咱们提出了一个元件列表,咱们觉得其间的元件将在典型作业条件下完成双管正激变换器的最高功率,以保证完成最高效的规划。每个MOSFET都有小于总转换器损耗的0.5%的方针损耗。因而关于400W ATX电源,损耗不会超越每个器材2W。表1阐明晰此类电源的假定作业条件。

  “X” 是代表封装的类型。关于相同的电气特搜集,有很多封装选项可供挑选。所运用的封装将取决于功率级以及实践答应什么样封装的MOSFET。

  表3显现了不一样的功率值的相应器材,包含规划条件、器材代号了解和根据封装的最大推荐值。

  注:带“x”的器材可运用多种封装;500V器材选用传统平面技能,而600V和650V供给超结技能。

  3:若需求较低本钱解决计划,可挑选SiHx7N60E,由于功能应当类似

  4:假如需求较低本钱解决计划,可挑选SiHx6N65E,由于功能应当类似

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