所謂正激式
正激方式是構造較簡單,容易控制,非常普遍的方式之一。
其特征是輸出功率比反激方式大,但必須加裝電感和續(xù)流二極管(轉流二極管:D2)。此外,和反激式相同,能利用光耦合器隔離二次側的反饋,形成絕緣電源。
圖 21:正激方式
圖22工作模式如下。MOSFET為ON時,二極管D1為ON,經由電感供給電流至負載端。MOSFET為OFF時,蓄積在電感的電能經由二極管D2供給電流至負載端。各部的波形如圖23所示。
圖23:正激方式 各部的波形正激方式只會單向激磁變壓器,在晶體管為OFF時,必須釋放(復位)蓄積在變壓器的電能。也因此必須裝上復位(緩沖)電路(圖21中位于變壓器一次側的RCD)。復位電路一般是由電阻/電容器/二極管組成,但基本上仍會損耗電能,因此變壓器的利用效率也不算高。
而在啟動復位后,會施加DC輸入電壓1.5~2倍的電壓至開關用晶體管上(圖22的Vp和Vds的波形的VR)。最近能量,損耗和Vds。該電壓經由緩沖的電阻和電容器轉換。最近,開始結合主動箝位電路,通過再生必須復位的電能,減輕損耗和Vds。
圖 24此外,降壓時因一次側電流少,停留在線圈的電能也沒那么大,只是一但用在升壓上,一次側的電流就會變大,停留在線圈的能量將是電流的二倍,而因為復位電路所損耗的電能也會跟著變大。因此,本電路雖然可以用在降壓上,但卻幾乎不會用來升壓。
AC/DC轉換主要采用開關方式。雖然能夠使用變壓器方式,但和反激方式一樣,限用于必須絕緣等時候。
關鍵要點:
?較反激式復雜,但二次側和二極管整流(異步)的DC/DC原理相同。
?緩沖電路常出現在電源設計上,推薦利用本節(jié)先了解其原理。
所謂Buck(降壓、非絕緣)方式
Buck是降壓的意思。Buck轉換器是利用二極管整流的降壓轉換器,代表性用途為用在非絕緣降壓開關的DC/DC轉換器上。DC/DC轉換的世界上常稱作二極管整流式和異步式等。和先前提到的正激方式相比,由于未使用變壓器,一次側和二次側并未絕緣。不需絕緣時,以不使用變壓器的本方式最為簡單。Buck方式不必設定變壓器調整電壓,只要利用MOSFET控制,就可以決定輸出電壓。因此,未必會需要來自于二次側的反饋。(省略圖)。
圖 25:Buck方式(連續(xù)模式時)
圖 26Buck方式的特征是電路構造簡單。此外,組成小功率的電源電路時,成本也比反激式更有競爭力。因此,常使用在家電產品的微控制器用電源上。但是由于不必通過變壓器,流向開關元件的電流比采用反激方式的同等輸出功率還大,只適用于小功率輸出,而無法用于大功率輸出上。
圖27:Buck方式各部的波形模式幾乎和正激方式相同。只是去掉正激方式的變壓器,將D1換成MOSFET。MOSFET為ON時,電流經過電感流向負載端,同時電感也蓄積電能。此時,二極管為OFF。MOSFET為OFF時,蓄積在電感的電能經由二極管D2供給至負載端。和正激轉換器的D1相同,開啟或關閉MOSFET。
圖 28AC/DC轉換中,開關方式限用于非絕緣電源。對于變壓器方式而言,可說是最容易使用開關DC/DC轉換器。變壓器的方式雖然部件數量比線性穩(wěn)壓器多,成本也比較高,但能承接變壓器方式,進而提升效率。不過,自AC輸入的效率,仍不及于采用開關方式的AC/DC轉換構造。
關鍵要點:
?除了未加裝變壓器外,其余都和正激式相同,為非絕緣DC/DC的基本型。
總結
本稿,針對AC/DC轉換的基礎,說明有關下述項目。
作為基礎,應該要理解的基礎要點如下。
?AC/DC轉換有變壓器方式和開關方式。
?AC/DC轉換時,會先整流/平滑AC后再轉換成DC。
?變壓器方式時,能直接使用已經平滑化的DC,但如果要求精度和穩(wěn)定度,將經由DC/DC轉換,以轉換成想要的DC電壓。
?開關方式時,會在AC達峰值電壓時轉換成DC,因此必須使用高耐壓部件。
?開關方式時,在轉換成整流/平滑后的DC上,除了輸入為高電壓的特例外,和普通開關式DC/DC轉換相同。
?設計AC/DC轉換電路時,會同時設計變壓器。
?板載設計時,使用AC/DC電源用IC優(yōu)點很多。
?要處理高電壓,必須確實執(zhí)行保護和安全等對策。
在實際進行設計時,如何選擇AC/DC轉換用的電源ic、如何使用該IC等,是最為基本的方法。一開始設計時,最重要的就是確實理解和DC/DC轉換有哪些不同的地方。
審核編輯:郭婷
-
電源
+關注
關注
184文章
17704瀏覽量
249965 -
變壓器
+關注
關注
159文章
7462瀏覽量
135135
發(fā)布評論請先 登錄
相關推薦
評論