高效数控开关电源——中文.pdf高效数控开关电源——中文pdf,三、软开关技术介绍开关器件在开或关

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详细说明：高效数控开关电源——中文pdf,三、软开关技术介绍开关器件在开或关时都不是瞬时完成的。如果让开关管在每次的开或关之前使电压或电流为零,这样在过渡时期的损耗P=U*O=0或 P=0*I=0,这就是软开关的基本含义。根据开关过程的电压或电流为零分别称为零电压开关(ZVS)或零电流开关(ZCS,在全桥开关电源中若是有一个桥臂为零电压开关而另一桥臂为零电流开关的就称为零电压零电流开关 ZVZCS) 四、数控开关电源的设计方案对于本开关电源的控制,选用MC51单片机作为控制芯片 89℃51。按照设计要求,控制电路要完成输入交流电压的显示、输出直流电压值的设置和显示,对输出电流的监控若有过流过载,则由单片机输出控制信号关掉开关电源所有的工作芯片,并发出报警。控制电路首先通过ADC(模拟/数字转换器)把开关电源需要监控的各模拟量转换成数字量送到单片机进行处理,然后送到显示部分显示出电压值并送到DAC(数字馍模拟转换器)把相应的控制量转换成模拟量后送到开关电源控制芯片,以实现对开关电源的控制五、APFC技术的实现个实际的有源功率因数校正器是一个复杂的电路按照检测控制输入电流的原理划分可为4类: (一)平均电流型,其工作频率恒定,电流连续,如UC3854; (二)滞后电流型,工作频率可变,电流达到滞后带内发生功率开关导通与截止,使电流升高和降低,其电流波形平均值决定电感输入电流, 如CS3810 (三)峰值电流型,工作频率变化,电流不连续,如TDA4814; (四)电压控制型,工作频率固定,电流不连续,一般用于反激式开关电源,如ML48413。在设计中选用性能卓越的平均电流型UC3854 六、全桥软开关技术的原理及设计本开关电源在功率转换部分采用以全桥软开关相移谐振控制芯片UC3875为核心的零电压全桥PWM方案图1中的软开关电路在一个完整的开关周期中一共有12个工作过程,下面将介绍12个过程的详细原理。其中正负半周各为12个工作过程: 苯过苯图1 (一)、(0-t1):设在t之前,S1、S4已经导通在t0-t1期间S1、S4 导通S2、S3截止。所标的粗线为电流回路,由图可知超前臂中点电位 UA=EC(电源电压)滞后臂中点电位为0,即UAB=FC在t1时刻原边电流由起始值I1线性增到最大值I ip(=Ip=I+(Ec-nUo(t1-tO)Lr+n2Lof (二)、(t1-t2):是超前臂的谐振过程。可知副边电路的状态及电流方向没有改变。在t1之后电源供电回路被切断,电感中的磁能开始向负载释放,原边电流从Ipt1)开始减小。由于参与谐振的电感量很大, 使原边电流衰减很慢可近似看成一个恒定电流,C1、C3的谐振电压变化为: UCl(t)=IP×t2C1 UC3(=EC-IP×t2C3 式中C1=C3= Clead,lp(t1)=o/n。由于t之后C1、C3迅速充放电使两臂在口2顺利实现零电压导通超前臂死区时间△t要满足如下条件: △t2 CleadxECIP (三)、(2~t3)i正半周钳位续流过程。粗线表示电流回路。如上所述,在t时刻之前D3已经导通使UA被钳位到零UAB也等于零。 iP(T=iLof(t)n iP(t3)=12 (四)、(3-t4):S4关断后滞后臂谐振过程。而t3时刻原边电流刚下降到I2,此时原边电流对C4充电,对C2放电 (五)、(4-t5):谐振结東时,D2导通续流,原边电感能量反还电源,t5 时刻ip下冲到零。由于C2、C4的充放电时间受负载负电流的影响, 所以导通电流关断时间也不同 (六)、(5-16):在(4-5)期间原边电流剧减到0之前滞后臂上管S2 已经导通,且超前臂下管在t2时刻已经导通 (七)、(t6-t:原边电流j负半周功率输出过程。因DRl完全关断副边输出滤波电感反射回原边,电流回路为EC→S2→原边绕组→ S3→地使原边电流p从I缓慢线性增大到最大负峰值: iP(t7)=-IP=-l1+(EC-nUO)Lr+n2Lof(t6-t7) (八)、(7~8):负半周超前臂谐振过程 (九)、(t8-9ip负半周钳位续流过程。在(t7~t8)期间D1已经导通钳位,因此在8时刻驱动脉冲变高电平而零电压导通。(8-19)期间原边电流维持负向流动并缓慢衰减其值为: iP(t=iLof(t/n, iP(t9)=-12 副边输出电流iDR2也缓慢减小 (十)(9-t10):jp负半周滞后臂谐振过程,jp上冲,副边电压反相,DR1 开始导通,这使二极管DRⅠ开始导通,但二极管DR2仍导通使输岀较大电流 (十-)t10-t1):原边电感储能迅速返回电网p上冲过零 (十二)t11~t12:原边电流上冲过零点后仍急剧正向增大。在tl 时刻结束。为了提高输出电路的性能,使输出电压稳定波纹电压最低。实际的整流滤波电路较复杂。考虑到采用APFC电路后高压电源可高达380V为了提高所设计的变压器的功率容量,把最大工作磁通密度 Bm取较小值为1000GS。由以上参数可以计算出变压器原边绕组的匝数Np NP= Winmax×1084 fBmAe=308×1084×100×103×1000x 3.28=289匝对于副边绕组需要设置好输出电压幅度Vop,由设计方案要求输出最大直流电压为30V,因此Vop由三项因素之数值和:a输出电压脉动值:V=30V+30×10‰V=33V,b.整流二极管在最大输出电流下的压降 d=1.2V,c滤波电感在最大输出电流下的压降ⅥL=0.2V并估算整流输出端最大占空比为80%。由以上可得Vop的值: VOP=VO+ⅤD+ⅤL0.8=33+1.2+0.20.8=34.4V 七、结束语软开关技术是开关电源发展的一个里程碑,是开关电源向超高频模块化发展的基础。软开关技术的岀觋,有效地解决了硬开关在工作中损耗过大且随着工作频率的升高而增大的问题。在相同工作环境下, 使用软开关技术的开关电源在满载时效率超过90%,而硬开关的开关电源很难达到90%,与轻载时相当

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