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開關(guān)電源設計的基本技術(shù)

來源：東莞市成良智能科技發(fā)布時間：2019-07-24 點擊量：1132

隨著電源技術(shù)的發(fā)展，低電壓，大電流的開關(guān)電源因其技術(shù)含量高，應用廣，越來越受到人們重視。本文基于開關(guān)電源中正激和反激式有著電路拓撲簡單，輸入輸出電氣隔離等優(yōu)點，提出了一種高效小型化的開關(guān)電源設計方案，通過方案中的電源開關(guān)的設計方法，后經(jīng)過實驗表明本方案所設計的小型化的開關(guān)電源，不加PFC電路時，也能夠取得很高的效率。
開關(guān)電源之有源鉗位技術(shù)
正激DC/DC變換器其固有缺點是功率晶體管截止期間高頻變壓器必須磁復位。以防變壓器鐵心飽和，因此必須采用專門的磁復位電路。通常采用的復位方式有三種，即傳統(tǒng)的附加繞組法、RCD鉗位法、有源鉗位法。三種方法各有優(yōu)缺點：磁復位繞組法正激變換器的優(yōu)點是技術(shù)成熟可靠，磁化能量可無損地回饋到直流電路中去，可是附加的磁復位繞組使變壓器結(jié)構(gòu)復雜化，變壓器漏感引起的關(guān)斷電壓尖峰需要RC緩沖電路來抑制，占空比D<0.5,功率開
關(guān)管承受的電壓應力與輸入電源電壓成正比。RCD鉗位正激變換器的優(yōu)點是磁復位電路簡單，占空比D可以大于0.5,功率開關(guān)管承受電壓應力較低，但大部分磁化能量消耗在鉗位電阻中，因此它一般適用于變換效率不高且價廉的開關(guān)電源變換場合。有源鉗位技術(shù)是三種技術(shù)中效率最高的技術(shù)。

在DT時段之前，開關(guān)管S1 導通，激磁電流iM為負，即從Cr通過S1流向Tr,在DT階段，開關(guān)管S的驅(qū)動脈沖ugs使其導通，同時ugs1=0,使S1 關(guān)斷，在Vin的作用下，激磁電流由負變正，原邊功率通過變壓器傳到副邊，給輸出端電感L充電；在（1-D）T時段，ugs=0,S關(guān)斷，ugs1到來使 S1導通，iM通過S1的反并二極管向Cr充電，在Cr和Tr漏感構(gòu)成的諧振電路的作用下，iM由正變負，變壓器反向激磁。從以上分析中可以看出：有源鉗位正激變換器變壓器鐵心工作在雙向?qū)ΨQ磁化狀態(tài)，提高了鐵心利用率，鉗位電容的穩(wěn)態(tài)電壓隨開關(guān)占空比而自動調(diào)節(jié)，因而占空比可大于50%;Vo一定時，主開關(guān)、輔助開關(guān)應力隨Vin的變化不大；所以，在占空比和開關(guān)應力允許的范圍內(nèi)，能夠適應較大輸入電壓變化范圍的情況。不足之處是增加了一個管子，使得電路變得復雜。

開關(guān)電源之同步整流技術(shù)
在低電壓大電流功率變換器中，若采用傳統(tǒng)的普通二極管或肖特基二極管整流由于其正向?qū)▔航荡螅ǖ蛪汗瓒?/span>極管正向壓降約0.7V,肖持基二極管正向壓降約 0.45V,新型低電壓肖特基二極管可達0.32V），整流損耗成為變換器的主要損耗，無法滿足低電壓大電流開關(guān)電源高效率，小體積的需要。

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