聯(lián)系我們

雙變壓器自激振蕩變換器

網(wǎng)站首頁 » 新聞 » 公司動態(tài) » 雙變壓器自激振蕩變換器

雙變壓器自激振蕩變換器

6V電源適配器在雙變壓器自激振蕩變換器中,開關作用由小驅(qū)動變壓器的飽和來控制,而不是由主功率變壓器來控制,這樣改善了性能,使功率變壓器具有更好的效率。

由于主功率變壓器不再進入飽和,所以B/H磁滯回環(huán)的形狀不是關鍵所在,更優(yōu)化的變壓器設計成為可能。進一步,由于集電極終止電流較低,功率晶體管在更多受控的條件下關斷,故晶體管的開關作用更好。開關頻率也更加恒定,這是因為驅(qū)動變壓器不帶輸出負載,驅(qū)動變壓器兩端的電壓與輸入電壓無直接聯(lián)系。因此其工作頻率對電源適配器和負載的變化不敏感。

由于所有這些方面都優(yōu)于簡單的飽和變換器,雙變壓器變換器常用在大功率應用場合。常用于低成本的DC(直流)變壓器。

簡單自激振蕩雙變壓器方波變換器的兩個主要缺點限制了它的應用。

(1)由于開始導通時脈沖寬度不容易減少,所以軟啟動難以實現(xiàn)。

(2)由于是方波(100%占空比)輸出,所以輸出是不可調(diào)整的。

  

工作原理

圖所示的是一個基本的雙變壓器電路。其工作過程如下。

 雙變壓器自激振蕩變換器

 

攝像機電源適配器合上開關,流過R1的電流使兩個驅(qū)動晶體管中的一個開始導通,假定Q1導通(這取決于兩個元件的增益和各自的基-射極電壓)。隨著Q1的導通,獨立的驅(qū)動變壓器T:產(chǎn)生的驅(qū)動電流提供再生反饋。Ts的原邊與Q1集電極電流耦合,它經(jīng)副邊繞組T2s為Q1提供基極驅(qū)動。繞組的相位整定應使Q1集電極電流增加引起Q1基極電流增加。由于T:是一個電流變壓器,則基極驅(qū)動電流由集電極電流和T:的匝比來確定(本例使用的匝比是1/5,電流放大系數(shù)是5)。

Q1處于導通狀態(tài)時,驅(qū)動變壓器Ts副邊兩端的電壓V,是Q1的基一射結電壓加上D的管壓降(總共大約1。3V),到Q2的驅(qū)動繞組T兩端的電壓與T2s兩端的電壓值相同,但方向相反,使Q2的基極電壓為負的0.7V。

經(jīng)過由磁心面積和副邊電壓V,確定的一段時間后,驅(qū)動變壓器T2將飽和,Q1的驅(qū)動電壓將降到零,Q1關斷。這個過程出現(xiàn)在主變壓器T1飽和之前。

 

隨著Q關斷,其集電極電流將降到零,由于反激作用,T2上的電壓將反相。Q2導通,Q1完全關斷。品體管Q2上出現(xiàn)與前面相同的工作周期,其集電極電流流過驅(qū)動變壓器Tm的另一半繞組和主變壓器Tin,并反相。

由于Q1基-射結和D的正向電壓或Q2基-射結和D1的正向電壓可以決定T2副邊繞組兩端的電壓,T2的同步電壓固定且與電源適配器電壓無關。因此工作頻率很大程度上與電源適配器和負載的變化無關??墒菧囟茸兓瘜⒂绊憙蓚€二極管和兩個基極電壓以及驅(qū)動變壓器T的飽和磁通密度。因而頻率仍然受溫度變化的影響。在許多應用中,頻率的小范圍變化并不重要。

鉗位二極管D2和D2接在開關晶體管集射結兩端,為反相的磁化電流提供通路,否則當折算的負載電流小于磁化電流時,導通期間磁化電流將從Q1和Q2的基極流向集電極。雖然這只是出現(xiàn)在非常輕的負載的情況下,由于是按比例驅(qū)動,它也會引起問題,應該進一步觀察。

考慮Q1關斷前瞬間的情況:在功率變壓器T原邊和Q集電極已建立起變壓器磁化電流,繞組中的流動方向從右到左。Q1關斷時,繞組中磁化電流試圖以相同方向繼續(xù)流動使Q1集電極變正,Q2的集電極變負(反激作用)。

由于磁化電流不能立即降到零,而Q1關斷后又不能流向Q1集電極,所以將改變回路,從Q1集電極轉(zhuǎn)向Q2的集電極,經(jīng)過鉗位二極管D2,從右到左流入Tm,如果沒有接D3,該電流會流向Q2的基一集結,由于該電流的流動方向與正常集電極電流方向相反所以使基極驅(qū)動電流離開基一射結面進入基一集結(晶體管反偏)。

這個反向的集電極電流也流過驅(qū)動變壓器T的原邊,但其方向與正反饋所要求的方向相反。該反向電流會阻止或至少是延緩Q2的導通,這是不希望看到的。但是通過鉗位二極管D2提供一條低阻抗的通路可從Q1分流大部分的反向電流。在一些情況下,要求在Q和Q2的集電極進一步串聯(lián)阻塞二極管。

 

無論如何,輕載情況下,在磁化電流沒有下降到小于折算的負載電流之前,都不會有正向集電極電流或再生的基極驅(qū)動作用。如果輕載狀態(tài)是正常的工作方式,就需要一個附加的電壓控制驅(qū)動繞組來維持驅(qū)動作用,直到建立起正常的正向電流。附加繞組Tm和Ts在圖中用虛線表示。

如果負載電流總是超過磁化電流,就不需要做這樣的改進,二極管D2和D也是多余的(除非需要時作為小的緩沖元件)。

在這種結構中,因為是由一個晶體管的關斷過程起動另一個晶體管的導通過程,所以消除了交叉導通。由于長期來看驅(qū)動變壓器T:的正向和反向伏秒與T1的相等,所以T的階梯形飽和不會出現(xiàn)。甚至兩個晶體管儲存時間上的差異也能得到調(diào)節(jié)。

如果使用具有矩形B/H磁滯回環(huán)和高剩余磁通的驅(qū)動磁心,剛導通時的“雙倍磁通”就被消除了。兩個磁心都保留了對原先工作方向的磁“記憶”。系統(tǒng)不工作時,保留在驅(qū)動磁心中的剩余磁通作為最后工作脈沖方向的“記憶”。下一次系統(tǒng)工作時,如果開始半個工作周期的方向與“記憶”的方向相同,則驅(qū)動磁心迅速飽和,該脈沖時間縮短,因此主變壓器將不會出現(xiàn)飽和。由于這個原因,驅(qū)動變壓器材料的剩余磁通水平B,應該高于主變壓器材料的剩余磁通水平。

由于主磁心的磁通密度具有好的控制狀態(tài),所以有信心選擇主變壓器的工作磁通偏移使其達到最佳效率。

從前面的討論可以看出,雖然自激振蕩電路看起來極其簡單,但卻以相當復雜的方式工作,如果設計正確,則可以提供非常有效的變換器作用。所以這種變換器(或常說的DC變壓器)用來與原邊串聯(lián)降壓開關變換器串聯(lián),以提供極其經(jīng)濟的多輸出電源適配器。

它的缺點是,這種變換器需要兩個變壓器??墒怯捎趥鬟f很少的功率,驅(qū)動變壓器T22。134非常小。

 

攝像機電源適配器飽和驅(qū)動變壓器設計

驅(qū)動變壓器T2實質(zhì)上是一個飽和電流變壓器。

確定了工作功率后,就可選擇功率晶體管和工作電流。根據(jù)晶體管數(shù)據(jù),找出所需的電流放大倍數(shù),以保證有好的飽和以及開關作用(假設本例中選擇5:1的電流放大倍數(shù),實際值取決于晶體管參數(shù))。

這意味著對應于T2m原邊(集電極)繞組上的每1匝,在副邊基極驅(qū)動繞組Tm上必須有5匝,同時可以知道基極繞組是以5匝為一級遞增的。

二極管D1的壓降加上Q1的V=(大約1。3V)決定了Tas的副邊電壓,且該電壓Ts的副邊匝數(shù)和磁心尺寸設定了頻率?,F(xiàn)在必須選擇磁心尺寸,以便在基極驅(qū)動繞組Ts為5匝(或5匝的增量)時獲得正確的工作頻率(磁心越小,相同頻率時匝數(shù)越多)。

 

選擇磁心尺寸和材料

假設工作頻率是50kHz,要求的電流放大倍數(shù)是5,集電極繞組用1匝。副邊繞組為匝,已知副邊繞組電壓是1.3V(V加一個二極管壓降)。

按半個周期(10μs)考慮,所需磁心的面積可由下式計算:

 雙變壓器自激振蕩變換器

 

式中,Vs=副邊電壓,(1.3V);

t=半周期(10μs);

△B=磁通密度變化量(從一B到+B);

Ns=副邊匝數(shù)(在此為5匝)。

如果選擇TDK H7A材料,根據(jù)圖,40℃時的飽和磁通密度是0.42T,B的峰峰值=0.84T。因此

 雙變壓器自激振蕩變換器

 

根據(jù)表,磁心T482接近滿足所需的面積,本例中T2選用該磁心。

現(xiàn)在用2股導線雙線繞磁心5匝,形成副邊繞組Tm和T:。每個晶體管集電極的導線從反方向穿過環(huán)形磁心,作為每個晶體管的單匝原邊繞組,驅(qū)動變壓器的制作就完成了。

 

 

主功率變壓器設計

主功率變壓器的設計過程與其他推挽驅(qū)動的變換器的設計過程相同。

 

 

 



電源適配器

電源適配器保護電路
PCB中帶狀線、電線、電纜間的串音和電磁耦合
充電器想要出口澳洲怎么辦?
電動車充電器電源插頭接觸不良怎么辦
具充電器功能LED臺燈


文章轉(zhuǎn)載自網(wǎng)絡,如有侵權,請聯(lián)系刪除。
| 發(fā)布時間:2018.10.22    來源:電源適配器廠家
上一個:電源適配器變壓器設計(飽和磁心型變換器)下一個:電源適配器適配器多輸出混合調(diào)整系統(tǒng)

東莞市玖琪實業(yè)有限公司專業(yè)生產(chǎn):電源適配器、充電器、LED驅(qū)動電源、車載充電器、開關電源等....