正激变压器在进行能量传递时其励磁电感总会储存一定的磁能,在下一个开关周期到来前要将这部分磁能释放掉否则随着磁能的积累最终会导致正激变压器的饱和。最常见的磁复位是在变压器原边加一复位绕组,这种复位方式以无功功率的形式将励磁电感中的磁能返回到电源中去,无功功率理论是无损耗的但实际上受器件影响还是有一些损耗的,正反激电路就是想让这部分磁能直接传递到次边既提高变压器的利用率又能提高电路的效率。
正反激电路有好多种比如下面的两种,
图1 两种正反激电路
这里想探讨的是图1中(b)电路的衍生电路,把续流电感换成了变压器,电路的原有功能不受影响还会增加其它功能,见下图2。
图2 一种正反激电路
图2中上半部分为反激变压器下半部分为正激变压器,这个电路应属真正意义上的正反激电路。不知这个电路是否已经存在?
A图成立,B图如何复位?
图2分两个变压器早就有专利存在了,可以在网上搜索一下相关文献。
还能加上有源钳位 有源钳位要用到两个管子在控制上也要麻烦些,这里只想探讨单管次级磁复位方式。 B跟A的复位方式差不多,可能B比A的复位方式更好。两变压器串联电路有不少,同名端不同、感值不同、控制方式不同都可以构成不同的电路,版主是否有跟这个电路一样的相关资料? 我没有,不过单纯从拓扑结构我更倾向于图二分析一下这个电路的工作原理,首先为方便分析假设各匝比都是1:1(复位绕组除外)当复位绕组匝数较多时复位效果不好正反激两个变压器中的电感电流大小相当会出现“对冲”的情况,这时的等效电路如图3
图3 等效反激电路
因正激变压器的励磁电感电流没有被很好的复位原电路的正激特性体现不出来,电路等效结果为两个变压器串联的纯反激电路。
另一种情况复位绕组匝数较少,此时正激变压器的励磁电流可以被很好的复位正激特性体现出来,匝数越小正激特性越强极端的情况如下图4
图4 等效正激电路
当正激变压器的励磁电流被充分复位后电路就等效为纯正激变压器。
正常情况下这个电路是处于正激反激之间的一种状态,偏向于哪种是由复位绕组的匝数所决定的。
下面的是对这个电路进行仿真得到的结果
图5占空比25%时的波形
图5是占空比为25%时候的波形,D_z是正激工作时的二极管D_f是复位工作时的二极管,反激变压器电感量只影响反激电感电流的峰值正激变压器的电感量只影响正激电感电流的峰值。
图6 占空比75%时的波形
图6是占空比为75%时候的波形,这个电路因将正激变压器的励磁能量传递到输出所以占空比不受限制(励磁电感在Toff时刻变为输出的滤波电感),调节复位绕组的匝数将改变图中反激电感电流和正激电感电流的相对位置(或称正反激比重)。
由这个电路联想到另一种用法,理想的电源应当是输入、输出电流都连续目前的单级拓扑无法实现这个功能只有采用组合式才能实现,见下图7
图7Boost-Buck电路
Boost电路的输入是连续的Buck电路的输出是连续的这两个电路组合就构成了一个输入输出电流都连续的电路。图7的Boost-Buck电路用到了两个MOS管和一个大电容如果将图2的电路稍作变换就能实现同Boost-Buck相似的功能,见图8
图8输入输出都连续的单管“Boost”电路
将图2的反激变压器拆分为两个独立电感再增加一个二极管就构成了图8的电路,这个电路左半部分类似一个Boost电路右半部分用正激驱动替代Buck管,一般两个电感不能直接串联在电路中加入了一个小电容用来抑制高峰值电压。这个电路的正激磁复位放到初级侧应当也是可以的,其励磁电流也可以传递到输出。
对图8的仿真结果如下
图9连续输入输出的波形图
仿真条件为输入电压100V,正激变压器匝比1:3,占空比50%。输出电压大小受正激匝比和占空比的共同作用。因特性跟Boost电路类似,图8的这种电路也可以看成是一种输入输出都连续的Boost电路,单管实现输入输出都连续的还有Cuk这类电路不过这类电路是用电容来传递能量的目前受限于电容工艺水平这类电路的应用还不是很广。
由输入输出都连续的“Boost”电路可推出输入输出都连续的“Buck”电路,见下图10
图10输入输出都连续的单管“Buck”电路
如果将图8和图10这两个电路合并就构成了输入输出都连续的Boost-Buck电路,这种电路是Boost和Buck的并联同图7的串联方式不同,见下图11
图11输入输出连续的Boost-Buck电路
这种电路有个特点适用于宽范围输入的场合,相同条件下同其它拓扑相比可使用更小的电感成本更低,见下面仿真图12
图12输入输出电流连续的宽范围输入波形
如图12当输入电压等于输出电压时电路对电感的需求为零,当输入电压高于输出电压时Buck电路工作,当输入电压低于输出电压时Boost电路工作由于输入波动电压被分为两半,电路对电感的需求也降低为原来的一半(估计的并不确的),还有一种四管Boost-Buck电路也能实现这种宽范围输入的功能不过那个电路不能实现输入输出电流的连续性。
有一个高端的mos不是特别好驱动
还有1楼那个b图貌似素有问题的哎
复位绕组应该连接到一个电压源最好,要么是输入电容要么是输出电容
对于Buck电路,输入输出共地不用高端的MOS还有其它什么好方法吗?
复位绕组接电压源是比较安全,像图b的接法有个好处正激变压器的去磁速度会很快不利的是二极管要承受高的反向电压,在图b中少画了个小电容可通过这个小电容来调节去磁速度和反向耐压的矛盾。
这种电路研究研究倒是没什么,但并不具有使用价值。
正激式电路励磁的储能很小,不值得去向负载泄放;而人为增大励磁会增加原边MOS管的电流应力,不划算
这个电路要看怎么用了,比如图2中的复位绕组设置成跟其它绕组相同的匝数后电路特性如下:
图13 不同占空比下的Buck-boost电路波形
图13的仿真结果,33%占空比时输入100V输出50V,50%占空比时输入输出都是100V,66%占空比时输入100V输出200V,可以推出输入输出的直流增益为Uo=Uin*D/(1-D),这是Buck-boost电路的直流增益也是反激电路的直流增益,再看正激反激变压器中的电感电流,不同的占空比下这两个电流也几乎是相同的。推测一下这种用法的几个特点:输出可升压可降压有反激的特性,输出电流连续有正激特性,正激变压器同时兼做反激功能利用率高(成本低),不单纯依靠电感来传递能量在相同参数下可比反激电路功率高。
这个电路反过来看就是个推挽结构学习,学习
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