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开关电源原理与规划(连载二十五)反激式变压器开关电源的优缺点

1-7-4.反激式变压器开关电源的优缺点前面已经对正激式变压器开关电源的优缺点进行详细分析。为了表征各种电压或电流波形的好坏,一般都是拿电压或电流

1-7-4.反激式变压器开关电源的优缺点

前面现已对正激式变压器开关电源的优缺点进行详细分析。为了表征各种电压或电流波形的好坏,一般都是拿电压或电流的幅值、均匀值、有效值、一次谐波等参量相互进行比较。在开关电源之中,电压或电流的幅值平和均值最直观,因而,咱们用电压或电流的幅值与其均匀值之比,称为脉动系数S;或用电压或电流的有效值与其均匀值之比,称为波形系数K。

电压和电流的脉动系数Sv、Si以及波形系数Kv、Ki别离表明为:

Sv = Up/Ua —— 电压脉动系数 (1-84)

Si =Im/Ia —— 电流脉动系数 (1-85)

Kv = Ud/Ua —— 电压波形系数 (1-86)

Ki =Id/Ia —— 电流波形系数 (1-87)

上面4式中,Sv、Si、Kv、Ki别离表明:电压和电流的脉动系数S,和电压和电流的波形系数K,在一般能够分清楚的状况下一般都只写字母大写S或K。脉动系数S和波形系数K都是表征电压或许电流好坏的目标,S和K的值,显然是越小越好。S和K的值越小,表明输出电压和电流越安稳,发生EMI搅扰也越小。

反激式开关电源在操控开关接通期间不向负载供给功率输出,仅在操控开关关断期间才把存储能量转化成反电动势向负载供给输出;当操控开关的占空比为0.5时,变压器次级线圈输出电压的均匀值Ua约等于电压最大值Up(用半波均匀值Upa代之)的二分之一;而流过负载的电流Io(均匀电流)正好等于流过变压器次级线圈最大电流的四分之一。

由(1-84)、(1-85)式可求得,当反激式开关电源当操控开关的占空比为0.5时,电压脉动系数Sv约等于2或大于2,而电流脉动系数Si约等于4。反激式开关电源的电压脉动系数与正激式变压器开关电源的电压脉动系数根本相同,但电流脉动系数比正激式变压器开关电源的电流脉动系数大两倍。由此可知,反激式开关电源的电压和电流输出特性要比正激式变压器开关电源差。特别是,反激式开关电源运用的时分,为了避免电源开关管过压击,其占空比一般都获得小于0.5,此刻,流过变压器次级线圈的电流会呈现断流,电压和电流的脉动系数都会添加,其电压和电流的输出特性将变得更差。

因为反激式开关电源仅在操控开关关断期间才向负载供给能量输出,当负载电流呈现改变时,开关电源不能马上对输出电压或电流发生反响,而需求比及下个作业周期时,经过输出电压取样和调宽操控电路的效果,开关电源才开端对现已过去了的事情进行反响(即改动占空比),因而,反激式开关电源输出电压的瞬态操控特性相对来说比较差。有时,当负载电流改变的频率或相位正好与取样、调宽操控电路输出电压的延时特性在相位保持一致的时分,反激式开关电源输出电压可能会发生颤动。这种状况在电视机开关电源中最简单呈现。

反激式开关电源变压器的铁心一般都需求留必定的气隙,一方面是为了避免变压器的铁心因流过变压器初级线圈的电流过大,简单发生磁饱满;另一方面是因为变压器的输出功率巨细,需求经过调整变压器铁心的气隙和初级线圈的匝数,来调整变压器初级线圈的电感量巨细。因而,反激式开关电源变压器初、次级线圈的漏感都比较大,从而会下降开关电源变压器的作业效率,而且漏感还会发生反电动势,简单把开关器材击穿。

反激式变压器开关电源的长处是电路比较简单,比正反激式变压器开关电源少用一个大储能滤波电感,以及一个续流二极管,因而,反激式变压器开关电源的体积要比正激式变压器开关电源的体积小,且本钱也要下降。此外,反激式变压器开关电源输出电压受占空比的调制起伏,相对于正激式变压器开关电源来说要高许多,这个从(1-77)式和(1-78)式或(1-110)式的比照就很显着能够看出来。因而,反激式变压器开关电源要求调控占空比的差错信号起伏比较低,差错信号放大器的增益和动态规模也比较小。因为这些长处,现在,反激式变压器开关电源在家电领域中仍是被广泛运用。

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