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时间:2019-06-03
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1、变压器设计对反激变换器的效率起着至关重要的作用。例如,通过使高频损耗(通常指“趋肤效应”和“邻近效应”)最小化来提高效率。趋肤效应是导体内高频交流电流的分布趋向于道题表面。邻近效应是当导体靠近一个通交流电流的导体时,其内部产生涡流。线的类型和大小对这种特征有很大的影响,“绞合线(由多个线绕在一起,以减少高频损耗)通常提供了最好的的性能,而多股卷绕股线提供可接受的结果。堆叠绕组也影响接近效应损耗。有时,可以权衡邻近效应损耗和直流电阻损耗来确定的股数,使绕组损耗最小。对反激变换器邻近效应损耗的预测并非
2、易事,需要通过实验室来验证,因为电流不在初次级同时流通,一种预测方法使用的α-参数的曲线图(如图16)在图16中,,Q'与一个固定频率的一层功率损耗成比例。它可以有方程来估计式中,d是线的直径,do是线的中心到中心的间隙。其他影响效率的因素为交叉调整率。例如,用于功率辅助电源轨控制器门开关损耗有着直接的影响。另外,较差交叉调节可能造成过量的电流有效值低功耗次级绕组和出电容的ESR。初次级之间高的漏感意味着钳位电路和缓冲电路的更多的能量损耗CCM模式(低传导损耗和磁芯损耗)通常比DCM模式效率更高气
3、隙的边缘磁通。反激变换器中,保持绕组远离边缘磁场是很好的办法(通常不实际)变压器的匝比,它必须是占空比最优,使效率最高。图17表明,最佳的占空比可以使传导损耗最小。初级电流的平方乘以20与次级电流的平方乘以20比较,这个20倍是任意的,假设初级电路的电阻(包括变压器绕组和MOSFET)比次级电路中的电阻高20倍还多。整个输入电压范围在分析中应该考虑。F、反激变压器总结反激式变压器是反激式电源的一个重要组成部分。电源设计人员需要有一个透彻的理解,如何控制和利用变压器的寄生效应以获得最佳的变换器的性能
4、和效率,以下是一个设计准则的总结:初级绕组与主次级绕组(大电流)间漏感最小。这可能包括最大限度地减少绕组间的距离,并使用具有长而窄的窗口(这也降低了邻近效应损耗)来获得最小的层数。使主要的次级与用于反馈控制的辅助次级间漏感最小。然而,不要去使初级与这个绕组的漏感最小。在必要时,由于振铃效应,插入一个低阻值的辅助绕组。无反馈调节的辅助输出的应用使所有次级绕组间的漏感最小考虑所有辅助次级绕组使用多股并绕没有必要减少初级与辅助绕组(小电流)的漏感,而是优化绕组从而获得更好的交叉调整率使这次输出尽量工作在
5、CCM与DCM临界,以获得好的交叉调整率使主输出工作在CCM模式下可以获得更好的交叉调整率,一个方法是使用同步整流(同时可以提高效率)如果交叉调整率在轻载时不好,考虑使用假负载不要想当然认为主输出在辅助绕组短路时会自动保护电路。必要时可以考虑使用专用的短路保护模块来保护输出初级钳位电压对交叉调整率一定的影响。对于轻载输出,减小钳位电压通常会提高交叉调整率。然而,如第五节和第六节中所讲,选择钳位电压时要考虑其他因素。在必要时考虑使用多股并绕或绞合电线可以达到最佳效率。变压器匝数比对占空比和效率有着直
6、接的影响。为了验证分析和优化设计,通常在实际环境中去测试变压器性能。Page23这种拓扑的第二种特征和工作方式是输出负载电流限制高度依赖于直流输入电压。在一个比较高的输入电压时,占空比较低,这就意味着一个周期内磁化能量传递给输出端的比例更大。正常供电控制器有一个基于初级电流检测的固定峰值电流限制阈值,这个阈值与输入电压无关,这就表明磁化电流在关闭的瞬间是相同,正是由于峰值电流控制点,传递至负载的平均电流取决于1-D,56V输入比24V输入时,在电流限制到达前,可达到的负载可用电流是很高的(通常为5
7、0%)。图21可以用式16来解释式中,Ts是开关周期,Rs是电流检测电阻,Vc和Rs定义了峰值电流限制电压的阈值。此外,在电流限制中,并参考式(13)-(16),输出负载电流可以有式(17)来表示。式中,IA_LIM是初级的平均磁化电流,VC_LIM是峰值电流限制电压阈值(最大Vc值)。如果对于高的纹波电流选择一个较低的电感量,峰值电流限制阈值需要增加。前馈的影响当前馈结合峰值电流控制时,电源的最大输出功率在很宽的输入电压范围内保持不变,从而降低了元器件的成本,否则,在高输入电压时,需处理较高的功
8、率。图23描述了前馈电阻(图21)对电流限制阈值的影响。在随后的图解中,前馈的作用(KffXVi)减去误差放大器输出VC,得到更易定义的占空比。这表示了在电流反馈中加入前馈的作用。前馈使过载时变换器更易控制,因此,在最坏的条件下,可以减少电源的功率应力。例如,减少了最大输入电压引起的最坏情况时MOS漏极峰值电压较低的变压器漏感。图24表明,没有前馈补偿,在电流刚刚达到电流限制是,一个高的输入电流引起一个较高的负载电流。如果在电流反馈中加入一定比例的输入电压信号,负载电流限制变得较少
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