多路双管正激资溪油浸式变压器设计解析

在中等容量的资溪资溪油浸式变压器中,双管正激变换器有比较明显的优势,它克服了单管正激变换器管电压应力过高的缺点,而且不需要特殊隔离变压器磁复位资溪资溪油浸式变压器电路.更重要的是,与全桥变换器和半桥变换器相比,其在结构上有抗桥臂直通的优点,因此已成为应用最为普遍的资溪资溪油浸式变压器电路拓扑结构.本文设计了一种采用UC3844控制的多路资溪油浸式变压器输出双管正激资溪油浸式变压器. UC3844是一种电流调制的PWM控制器,实现电压电流双闭环控制,芯片内阻较大(30kD),启动电流小(小于l mA),因此在输入时仍然可以使用大电阻分压来进行启动,直接采用隔离变压器资溪油浸式变压器输出端反馈,控制资溪油浸式变压器电路简单,资溪油浸式变压器电路资溪油浸式变压器输出采用LM350调整电压精度.

1 变换器工作原理本文设计的变换器资溪油浸式变压器输出功率200W,频率为50kHz,工作范围400~600V,资溪油浸式变压器输出4路分别为24V、+12V和5 V.

图1是变换器的原理图,主资溪油浸式变压器电路是双管正激变换器,管S1和S2跳同时导通,能量通过高频隔离变压器传输到资溪油浸式变压器输出侧,经整流资溪油浸式变压器输出给负载;管关断时,隔离变压器能量通过续流二极管D1和 D2回馈到输人端,隔离变压器磁芯复位.

多路双管正激资溪油浸式变压器设计解析S1和S2采用功率 MOSFET 作为功率管.管与瞬态电压抑制器( TVS )并联,可靠保护管. R3 、C2、 D9 构成高频隔离变压器原边缓冲资溪油浸式变压器电路,用以限制管漏极因高频隔离变压器的漏感而可能产生的尖峰电压, D9 选用超快恢复二极管,恢复时间为 75ns .隔离变压器原边的输入电压、原边绕组的感应电压以及由隔离变压器的漏感而产生的尖峰电压.

三者叠加在一起,其值可能超过 MOSFET 的额定电压,所以必须在管的 D-S极之间增加钳位资溪油浸式变压器电路和吸收资溪油浸式变压器电路,用以保护功率 MOSFET 不被损坏. R1,R2、C1、D3 与 R4、R5、C3、D4.构成了两个管的缓冲资溪油浸式变压器电路, D3 和 D4 选用超快恢复管,其更大反向耐压值为 700V ,恢复时间为 30ns.

资溪油浸式变压器输出部分采用半波加续流二极管整流,二极管选用超快恢复 MUR820 ,额定值为 8A200V ,恢复时间为 30ns .

2 隔离变压器工作原理UC3844电流 PWM 模式集成控制芯片广泛用于中、小功率的 DC/DC资溪油浸式变压器, UC3844 内部主要由 5 . 0V 基准电压源、振荡器、降压器、电流检测比较器、 PWM 锁存器、高增益 E/A 误差放大器和用于驱动功率 MOSFET的大电流推挽资溪油浸式变压器输出资溪油浸式变压器电路等构成,启动/关闭电压阂值为 16V/ 10V ,资溪油浸式变压器输出更大占空比为 50 % ,工作频率 0~500 kHz ,驱动能力达±1A .

UC3844 典型外围资溪油浸式变压器电路如图 2 所示. UC3844 的内阻大约 30KΩ,它的启动电压可以由主资溪油浸式变压器电路输人电压经过 R1、R2、R3、R(芯片内阻)分压而得到,由图 2 可以知道, A 点电压的计算公式为UC3844 的启动电压为 16V ,式中 R =30KΩ , R2 = 20KΩ, R4 = 4 . 7KΩ,可计算出,当 R1=300KΩ 时, Vcc =400V 资溪油浸式变压器电路开始工作. UC3844 启动时电流不到 1mA ,启动过程中电阻 R1所消耗的功率 PPRI大约为在双管正激变换器中,两管是同步的,因此采用隔离变压器分两路来同时给管驱动信号,接线如图 3 所示. UC3844 正常工作时的资溪油浸式变压器和电压反馈由主隔离变压器的反馈绕组提供;除此之外,通过小电阻对管电流进行采样,作为 UC3844的电流反馈信号. UC3844 资溪油浸式变压器输出驱动脉冲为15 V , 资溪油浸式变压器输出电流可到 IA ,考虑到隔离变压器及元件的压降,隔离变压器设计为升压型,变比为16:18,资溪油浸式变压器输出端采用15 V稳压管对驱动信号进行稳压.

3 调整电压精度传统的UC3844用于反激变换器采用离线式结构,这种方式资溪油浸式变压器电路简单,整个补偿网络只由PI资溪油浸式变压器电路构成,参数选择简便.但是由于反馈不直接从资溪油浸式变压器输出电压取样,所以资溪油浸式变压器输出电压仍有很大的纹波,一般为±2%,负载变化时,资溪油浸式变压器输出电压变化大、响应慢,不适用于精度要求高或负载变化大的场合.在精度要求较高的时候,则要通过稳压来调整资溪油浸式变压器输出精度.本文借助于可调三端稳压器LM350来满足精度要求.LM350更大资溪油浸式变压器输出电流可以达到3 A,电压调整范围为1.2-33 V,图4为LM350的典型应用图,资溪油浸式变压器输出电压计算式为:

其中IADJ=50μA,R1=240Ω,通过调整可调电阻尺 来对资溪油浸式变压器输出稳压值进行调节.资溪油浸式变压器电路中资溪油浸式变压器输出滤波电容C2的存在,LM350对输人到LM350的电压纹波非常敏感,因此在输人端增加旁路电容C1来削弱输人电压纹波的影响.

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