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開關(guān)電源LCD無損吸收電路!

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開關(guān)電源LCD無損吸收電路!

開關(guān)電源LCD無損吸收電路!

變壓器與EMI 的關(guān)系
LCD緩沖網(wǎng)絡(luò)如圖1所示,由L、C、D1和D2組成。LCD緩沖電路不但能夠?qū)?strong>變壓器的漏感能量反饋回電網(wǎng),而且能夠有效地抑制開關(guān)管關(guān)斷時由漏感能量造成的電壓尖峰。

圖1 LCD緩沖電路
如果LC諧振頻率遠(yuǎn)大于開關(guān)頻率,在開關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷期間,箝位電容的極性將不斷改變。開關(guān)管關(guān)斷時,其漏極電壓開始上升,D1導(dǎo)通,電容將進行充電,減緩了漏極電壓上升的速度,電容兩端電壓為

式中,I0為開關(guān)管關(guān)斷時初級繞組流過的電流,Vref為輸出反射電壓,Lkp為變壓器初級繞組漏感。
開關(guān)管導(dǎo)通后,箝位電容通過Q、L和D2。進行放電。L、D2和C產(chǎn)生諧振,大約半個振蕩周期后,以電壓形式儲存在電容上的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍问?,儲存在電感中,電容的電壓極性改變,充電到Vin 。在下半周期內(nèi),L1上端電壓繼續(xù)升高,即電容兩端電壓大于Vin,D1導(dǎo)通,儲存在電感中的剩余能量通過D1返回電網(wǎng)。
在這種工作狀態(tài)下,箝位電容C的電壓與輸入電壓無關(guān),依賴于負(fù)載電流的大小。由于LC諧振頻率非常高,電容C的值不能設(shè)計得過大,因此,在重載條件下,箝位電壓遠(yuǎn)大于輸出反射電壓(通常為Vref的2~4倍)
如果LC諧振頻率小于電路開關(guān)頻率,開關(guān)管導(dǎo)通期間,箝位電容儲存的能量通過LC振蕩,只有一小部分傳遞到電感。開關(guān)管關(guān)斷后,電感中的能量通過D1和D2返回電網(wǎng)。箝位電容的電壓極性不會發(fā)生改變。電容值如果足夠大,在整個開關(guān)周期內(nèi),電容電壓的微小變化將忽略不計。在穩(wěn)定狀態(tài)下,達(dá)到能量平衡后

式中,Lm為變壓器初級繞組電感。
由于變壓器漏感遠(yuǎn)小于初級電感,箝位電容電壓與輸出反射電壓緊密相關(guān),因此,選擇一個合適的電感,箝位電容的電壓將對輸入電壓的依賴很小,并且箝位電壓可維持在比輸出反射電壓略高的一個值上,基本與輸入電壓無關(guān)。開關(guān)管的電壓

在寬輸入電壓情況下,LCD緩沖電路的箝位電壓非常低,接近于輸出反射電壓,不隨負(fù)載電流而變化,且無損耗,但需額外提供一個電感,其值需與變壓器初級電感匹配,以減小開關(guān)管電流應(yīng)力。在實際電路設(shè)計中,為了減緩開關(guān)管漏極電壓上升速率,LC諧振頻率應(yīng)小于開關(guān)頻率,電容應(yīng)足夠大。



LCD無損緩沖電路原理
  反激變換器加入無損緩沖電路后,可以大大減少開關(guān)損耗。LCD無損緩沖電路圖如圖2-6 

    LCD無損緩沖電路工作原理及分析[4]如下,其工作波形如圖2-7所示。
      1)工作模態(tài) 1:t0~t1。      當(dāng)t = t0時,開關(guān)管S開始導(dǎo)通,緩壓電容Cr與電感Lr、二極管D1組成諧振支路,Cr端壓下降。
      2)工作模態(tài) 2:t1 ~ t2          當(dāng)t=t1時,功率開關(guān)S及原邊電感電流線性增加,二極管D0反偏,工作狀態(tài)和硬開關(guān)工作情況相同。
      3)工作模態(tài) 3:t2 ~ t3          當(dāng)t =t2時,開關(guān)管S關(guān)斷,儲能電感 L1、漏感 Lk沿Cr,D2釋放能量,Cr兩端電壓緩慢上升,原邊電感電壓Lu下降。
      4)工作模態(tài) 4:t 3~ t4           當(dāng)t=t3時,Lu下降到使 D0正偏導(dǎo)通,隨后原邊電感被
箝位, oLUNNu2 1 ? ?,Cr與L1,Lk,直流輸入電源、D1和 Lr形成諧振回路。等效電感Le =L1+Lk+Lr。dsu在t= t3時刻突然下降,以后近似按線性規(guī)律下降。
      5)工作模態(tài) 5:t4 ~ t5         電容Cr兩端電壓Ucr不變,D0I線性減小。
      6)工作模態(tài) 6:t5 ~ t6 
 

       當(dāng)t= t5時,D0關(guān)斷,對原邊繞組的箝位作用消失,Cr沿 L1、Lk、直流輸入電源、D1和 Lr釋放能量。

      7)工作模態(tài) 7:t6 ~ t7          當(dāng)t=t6時,電容Cr端壓保持 Ud不變,輸出濾波電容向負(fù)載提供能量,直至下一周期開始。


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| 發(fā)布時間:2017.09.08    來源:
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