開(kāi)關(guān)電源的技術(shù)應用月盤(pán)點(diǎn)

、關(guān)斷及導通損耗。從電路拓撲方式上來(lái)講，采用零開(kāi)關(guān)變換拓撲方式產(chǎn)生諧振使電路中的電壓或電流在過(guò)零時(shí)開(kāi)通或關(guān)斷可最大限度地減少開(kāi)關(guān)損耗但也無(wú)法徹底消除開(kāi)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(kāi)關(guān)電源雙閉環(huán)反饋并聯(lián)系統

　　單獨設計一個(gè)輸出電壓負反饋系統，利用電壓反饋系統的輸出來(lái)控制各臺高頻開(kāi)關(guān)電源，形成雙閉環(huán)反饋，從而達到并聯(lián)系統的穩壓輸出.由于單臺高頻開(kāi)關(guān)電源的工作原理眾所周知，故以下著(zhù)重從自動(dòng)控制系統原理方面介紹并聯(lián)系統的工作原理.

　　2.系統控制原理圖

　　并聯(lián)系統的自動(dòng)控制原理如圖1所示.

　　在自動(dòng)控制電機直流調速系統中，有一種轉速.電流雙閉環(huán)反饋系統，又稱(chēng)串級系統.

　　外環(huán)是轉速反饋，內環(huán)是電流反饋.任何系統內外擾動(dòng)或電網(wǎng)電流變化造成的轉速變化，都能通過(guò)外環(huán)或內環(huán)的反饋系統調節，達到穩定的轉速輸出.本文正是基于此設計思想，設計了如圖1的高頻開(kāi)關(guān)電源雙閉環(huán)反饋并聯(lián)自動(dòng)控制系統.圖中各臺高頻開(kāi)關(guān)電源本身就是可以獨立工作的，且內部形成電壓或電流負反饋系統.并聯(lián)系統電壓反饋屬于外環(huán)，內環(huán)由高頻開(kāi)關(guān)電源內部形成.這種并聯(lián)系統之所以簡(jiǎn)單，就是在單臺獨立工作的電源基礎上，把輸出端簡(jiǎn)單并聯(lián)在一起.而輸入端的給定由外環(huán)統一加到各臺獨立的高頻開(kāi)關(guān)電源.

　　圖1中虛線(xiàn)框內1#.2#.…….N#為各臺高頻開(kāi)關(guān)電源，其內部自動(dòng)控制原理圖簡(jiǎn)化為一階系統比例積分環(huán)節，所以各臺高頻開(kāi)關(guān)電源的穩流或穩壓精度很高.圖中它們工作在穩流狀態(tài)下.

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　　開(kāi)關(guān)電源中RC緩沖電路的設計

　　在帶變壓器的開(kāi)關(guān)電源拓撲中，開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，電壓和電流的重疊引起的損耗是開(kāi)關(guān)電源損耗的主要部分，同時(shí)，由于電路中存在雜散電感和雜散電容，在功率開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，電路中也會(huì )出現過(guò)電壓并且產(chǎn)生振蕩。如果尖峰電壓過(guò)高，就會(huì )損壞開(kāi)關(guān)管。同時(shí)，振蕩的存在也會(huì )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(kāi)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(lái)進(jìn)行討論。

　　RC緩沖電路設計

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

　　假設開(kāi)關(guān)管沒(méi)帶緩沖電路，圖1所示的正激變換器的復位繞組和初級繞組匝數相同。這樣，當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(kāi)關(guān)管集電極電壓迅速上升到2Vdc。同時(shí)，勵磁電流經(jīng)二極管D流向復位繞組，最后減小到零，此時(shí)Q兩端電壓下降到Vdc。圖2所示是開(kāi)關(guān)管集電極電流和電壓波形?？梢?jiàn)，開(kāi)關(guān)管不帶緩沖電路時(shí)，在Q關(guān)斷時(shí)，其兩端的漏感電壓尖峰很大，產(chǎn)生的關(guān)斷損耗也很大，嚴重時(shí)很可能會(huì )燒壞開(kāi)關(guān)管，因此，必須給開(kāi)關(guān)管加上緩沖電路。