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电源拓扑选择–不仅仅是电源

2022-5-31 16:46| 发布者: 闪电| 查看: 85| 评论: 0|原作者: Frank Cathell

摘要: 在讨论电源电路拓扑时,大多数应用说明、电源组件广告图表和电源文章倾向于暗示,给定拓扑的选择取决于输出功率应用程序所需的级别。不幸的是,拓扑选择的这个标准本身通常不充分且过于简单化。遵循此类通用标准和广 ...


图15:。全桥转换器。


在示意图配置中,电流模式控制适用于全桥,因为变压器初级直接耦合到开关桥。在早期使用电压模式控制的双极晶体管实施中,类似于半桥示意图中C1或C2的聚丙烯薄膜电容器与主电源串联,以缓解由于存储不匹配而导致的潜在伏秒不平衡双极器件中的时间。添加此电容器显然会妨碍使用电流模式控制同样的原因,它不适用于半桥。


全桥是最终的大功率拓扑,因为所有必要的参数都可以达到最佳功率组件利用率在该转换器中汇集在一起。当然,“价格”更为复杂以正确的时序处理所有四组MOSFET所需的栅极驱动。典型功率对于“硬切换”离线应用,功率范围从1千瓦到约5千瓦。如果相移或共振版本,全桥的功率水平能够达到几十千瓦甚至更高。全桥拓扑在48 V dc输入的电信应用中也很有用,其中500 W到几千瓦的输出功率是必需的。


双向转换器一般注释


由于上述双向转换器是buck衍生的,即二次输出是buck L/C由于输出电感器的尺寸和高电感扼流圈的控制回路反馈问题。变压器二次绕组电容也可以是高输出电压的问题。在需要大功率高压的情况下,LLC如果输出电感器不存在,则应使用半桥或全桥拓扑的谐振版本需要(参见谐振转换器部分。)


在大功率拓扑中可能导致问题的主要问题之一是控制和驱动电路。在印刷电路板布局和闸门驱动技术。自由的接地层和对电源和模拟接地的仔细关注是必要的。如果使用基于半导体的高端栅极驱动电路,这一点绝对至关重要。


两个MOSFET直接跨大容量直流母线的垂直串联连接不容忽视,因为对于高dV/dt或dI/dt硬开关,MOSFET栅极的米勒电容可用于当另一个设备接通时,导致一个设备寄生接通。随后,有效阻抗对于本应关闭的设备,栅极驱动电路应看起来非常低。


双向变流器中的变压器铁心损耗始终高于单向变流器,因为磁通量将穿过B-H回路的所有四个象限,铁芯损耗与B2成正比。它可能有利于设计小于最大磁通密度或至少使用最低损耗铁氧体用于大功率设计的材料。


半周期变压器磁通不平衡(B-H回路磁通“行走”)曾经是旧双极型变压器的一个主要问题开关。虽然MOSFET中缺乏存储时间有助于改善这种情况,但仍应注意它在全桥中使用电流模式控制和在半桥中使用电压模式控制以及交流(电容)耦合一次侧应消除可能导致由变压器绕组或输出整流器中的电路不对称引起。



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