锐单电子商城 , 一站式电子元器件采购平台!
  • 电话:400-990-0325

单端正激——隔离型DC/DC变换器的建模与仿真

时间:2022-08-20 16:30:00 dts二极管

单端正激-隔离型DC/DC变换器的建模和模拟

  • 技术指标
  • 1 原理分析
  • 2 参数计算
  • 3 控制系统设计
    • 3.1 单端正激变换器建模
    • 3.2 控制器设计
    • 3.3 仿真验证

技术指标

??(1)输入电压 ?? V s m i n ? V s m a x = 110 ? 300 V D C V_{s_{min}}-V_{s_{max}}=110-300V DC Vsmin?Vsmax=110?300VDC
??(2)输出功率 ?? P o = 100 W P_o=100W Po= 100W
  (3)输出电压    V o = 24 V D C V_o=24V DC Vo=24VDC
  (4)电压纹波    ∆ V o V o ≤ 1 % \frac{∆V_o}{V_o} ≤1\% VoVo1%
  (5)
开关频率    f s = 100 k H Z f_s=100kHZ fs=100kHZ

1 原理分析

  单端正激变换器是一个隔离开关变换器,隔离型变换器的一个根本特点是有一个用于隔离的高频变压器,所以可以用于高电压的场合。由于引入了高频变压器极大的增加了变换器的种类,丰富了变换器的功能,也有效的扩大了变换器的使用范围。单端正激变换器拓扑以其结构简单、工作可靠、成本低廉而被广泛应用于独立的离线式中小功率电源设计中。
  正激式直流变换器变压器铁芯的磁复位有多种方法,在输入端接入复位绕组是最基本的方法,复位绕组也可以接着输出端,其次还有 Rcp复位,Lcp复位和有源笄位等磁复位方法,本文介绍具有复位绕组的Forward变换器。
  如下图所示为单端正激变换器主电路的电路图,其中隔离变压器的铁心上有三个绕组:一次绕组 N 1 N_1 N1,二次绕组 N 2 N_2 N2和磁通复位绕组 N 3 N_3 N3。开关管T为MOSFET,二极管 D 1 D_1 D1为续流二极管, D 2 D_2 D2为输出整流二极管, D 3 D_3 D3为复位绕组 N 3 N_3 N3的串联二极管, L L L是输出滤波电感, C C C是输出滤波电容。
在这里插入图片描述
  在T导通的 T o n = D T s T_{on}=DT_s Ton=DTs期间,电源电压 V s V_s Vs加在 N 1 N_1 N1上,电流 i 1 i_1 i1线性上升,铁心磁通线性增加,T导通时, N 1 N_1 N1的感应电动势 e A O = N 1 d ϕ d t = V s e_{AO}=N_1\frac{dϕ}{dt}=V_s eAO=N1dtdϕ=Vs, N 2 N_2 N2的感应电势 e D F = N 2 d ϕ d t = N 2 N 1 V s > 0 e_{DF}=N_2\frac{dϕ}{dt}=\frac{N_2}{N_1}V_s>0 eDF=N2dtdϕ=N1N2Vs>0,使 D 2 D_2 D2导电、 D 1 D_1 D1截止,电感电流 i L = i 2 i_L=i_2 iL=i2向负载供电。同时, N 3 N_3 N3的感应电势 e O C = N 3 d ϕ d t > 0 e_{OC}=N_3\frac{dϕ}{dt}>0 eOC=N3dtdϕ>0,使 D 3 D_3 D3截止。
  在T导通的 T o n = D T s T_{on}=DT_s Ton=DTs期间, D 2 D_2 D2导通, D 1 D_1 D1 D 3 D_3 D3截止, V s = N 1 d ϕ d t V_s=N_1\frac{dϕ}{dt} Vs=N1dtdϕ,磁通增量为:
Δ ϕ = V s T o n N 1 = V s D T s N 1 Δϕ=\frac{V_s T_{on}}{N_1} =\frac{V_s DT_s}{N_1} Δϕ=N1VsTon=N1VsDTs
  输出电压为:
v o = v H F = e D F = N 2 d ϕ d t = N 2 N 1 V s v_o=v_{HF}=e_{DF}=N_2 \frac{dϕ}{dt}=\frac{N_2}{N_1}V_s vo=vHF=eDF=N2dtdϕ=N1N元器件数据手册、IC替代型号,打造电子元器件IC百科大全!

相关文章