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            兩種高效能電源設計及拓撲分析

            作者: 時間:2011-12-21 來源:網(wǎng)絡 收藏
            3 半橋

            本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/178182.htm

              圖3中的半橋變壓器是高功率要求的另一個選擇。和單開關或雙開關正向變壓器相反,半橋變壓器可以在兩個象限工作并降低原邊FET的電流。變壓器組成結構和輸出整流比單一正向結構復雜,也存在高開關耗損問題。

              

            半橋拓補電路結構

              圖3 半橋拓補電路結構

              新興結構

              為了符合更能的要求,業(yè)界已開發(fā)了數(shù)種新的結構。這些新電路拓撲不一定是指新發(fā)明,而是新近在商業(yè)大批量應用的。其中,兩種最受重視的拓撲分別為有源鉗位正激和雙電感加電容(LLC)。

              1 有源鉗位正激

              圖4中的有源鉗位正激拓撲是一個存在已久的軟開關結構,雖然這種結構和傳統(tǒng)的正向式拓撲結構類似,但過去一直被視為是難以實現(xiàn)的結構,因此主要應用在特殊領域,比如電信領域。不過,隨著新IC的推出,這種結構的實現(xiàn)變得非常簡單。

              

            采用安森美半導體NCP1562的有源鉗位正激拓補結構

              圖4 采用安森美半導體NCP1562的有源鉗位正激拓補結構

              在這個拓撲結構中,變壓器在主開關的整個關閉時間內(nèi)通過附屬開關串行的電容進行復位,這樣做可以消除單開關正向結構中的無效時間。它的主要優(yōu)點包括低開關耗損,可在50%以上占空比工作,降低了原邊開關的電流應力。同時,這個結構也提供了自驅(qū)動同步整流功能,省去了專用門極驅(qū)動電路。加之低電壓MOSFET越來越低的價格,采用MOSFET和同步整流已經(jīng)成為實現(xiàn)低輸出電壓高電流整流的可行方案。

              使用有源鉗位器件和進行有源鉗位FET的控制雖然看起來會增加電路的復雜度,但卻可以通過節(jié)省緩沖電路、復位電路和較低整體開關要求加以補償。這個結構也能夠在寬廣的輸入電壓范圍下工作,因而適合多種應用,包括電視游戲機。

              這個結構的主要缺點是沒有大批量應用,比如在計算機中,因此一般臺式機的工程師對它感到陌生。不過隨著像安森美半導體等公司不斷推出產(chǎn)品,這個拓撲結構的實現(xiàn)難度已經(jīng)降低了。在較大批量應用中采用這個結構也能夠降低采用元件的成本。這個拓撲的另一缺點是,和雙開關正向或半橋變壓器比較,需要較高額定電壓的開關。 -- 2007-12-5 23:37:38--> 2 LLC諧振半橋

              圖5中的LLC拓撲結構特別適用需要高輸出電壓的場合,如液晶和等離子電視等應用。

              

            LLC諧振半橋拓補結構

              圖5 LLC諧振半橋拓補結構

              和有源鉗位拓撲一樣,這也是一款因超低開關耗損達到超能的軟開關拓撲結構。其他優(yōu)點還包括不需輸出電感,因此可以降低實現(xiàn)的整體成本。最后,由于采用半橋配置,可以降低原邊元件的壓力。

              另一方面,這個結構也有一些缺點,最主要的是增加了復雜的磁性,輸出電容上的高紋波電流和可變頻率。同時,這個結構在較寬輸入電壓范圍上也比較困難。



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