你的位置:首頁 > 電源管理 > 正文

福利到!高手淺析DC-DC變換器的拓?fù)湫阅?/h2>

發(fā)布時間:2015-08-03 責(zé)任編輯:echolady

【導(dǎo)讀】DC-DC變換拓?fù)湫阅芊譃榇?lián)和并聯(lián)兩種,串并聯(lián)諧振DC-DC變換器結(jié)合串聯(lián)和并聯(lián)的變換器結(jié)構(gòu)優(yōu)勢,半橋串聯(lián)諧振結(jié)構(gòu)的DC-DC變換開關(guān)損耗小,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單,本文就針對這兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進行淺析。

串并聯(lián)諧振DC-DC變換器拓?fù)湫阅?/strong>

目前市面上常見的串并聯(lián)諧振結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換器,其基本電路圖大多如下圖所示。從下圖中我們可以看到,該種類型的轉(zhuǎn)換器諧振網(wǎng)絡(luò)由三個諧振元件(Lr、Cs和Cp)組成。從電路結(jié)構(gòu)上看,這種串并聯(lián)式的諧振轉(zhuǎn)換器結(jié)合了串聯(lián)和并聯(lián)結(jié)構(gòu)兩種轉(zhuǎn)換器的特點。它的諧振電流回避并聯(lián)諧振電路的諧振電流要小,因諧振電容Cp的存在,串并聯(lián)轉(zhuǎn)換器在空載時能夠很好的調(diào)節(jié)輸出電壓。同時,由于輸出端傳接Lf電感,不僅有效匹配了回路阻抗值,也可以改善輸出電流的紋波狀態(tài)。

福利到!高手淺析DC-DC變換器的拓?fù)湫阅? src=
圖為串并聯(lián)諧振DC-DC變換器電路圖

然而,盡管串并聯(lián)諧振結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換器擁有串聯(lián)、并聯(lián)兩種轉(zhuǎn)換器的優(yōu)勢,但是這種結(jié)構(gòu)的諧振轉(zhuǎn)換器在作為電源使用時,也不可避免的存在一些缺點。其中最嚴(yán)重的一個問題是在這個電路系統(tǒng)中同時包含有三個諧振元件,一旦出現(xiàn)故障的話工程師很難快速的判斷故障節(jié)點位置,分析起來比較復(fù)雜。同時,這種結(jié)構(gòu)使其在輕載狀態(tài)下時具有比較低的效率,也不適合在高的輸入電壓狀態(tài)下應(yīng)用。

半橋串聯(lián)諧振DC-DC變換器拓?fù)湫阅?/strong>

半橋串聯(lián)諧振結(jié)構(gòu)的DC-DC變換器目前被廣泛的應(yīng)用在汽車、工業(yè)和電網(wǎng)系統(tǒng)中,這種變換器具有開關(guān)損耗小、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相對簡單等優(yōu)勢,是一種相對而言比較基礎(chǔ)的變換器類型。

下圖中展示的是半橋串聯(lián)諧振DC-DC變換器的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)??梢詮膱D中看出,它是由兩個功率的MOS管Q1、Q2組成開關(guān)網(wǎng)絡(luò),諧振電容Cr和諧振電感Lr串聯(lián)組成諧振網(wǎng)絡(luò)。由于諧振網(wǎng)絡(luò)與負(fù)載相串聯(lián),所以從結(jié)構(gòu)上看,諧振網(wǎng)絡(luò)和負(fù)載構(gòu)成一個分壓器。

福利到!高手淺析DC-DC變換器的拓?fù)湫阅? src=
圖為半橋串聯(lián)諧振(SRC)變換器拓?fù)?br />  
在工作中,半橋串聯(lián)諧振的DC-DC轉(zhuǎn)換器通過改變開關(guān)管的開關(guān)頻率進行轉(zhuǎn)換,諧振網(wǎng)絡(luò)的輸入電壓頻率也將同步發(fā)生改變,諧振網(wǎng)絡(luò)的阻抗也將發(fā)生改變,并進一步影響負(fù)載端的電壓發(fā)生相應(yīng)的變化。由于這種分壓作用,串聯(lián)諧振變換器的直流電壓增益≤1,當(dāng)電路的開關(guān)頻率工作在諧振頻率Lr和Cr諧振點時,諧振網(wǎng)絡(luò)的阻抗達到最小,輸入的電壓絕大部分傳遞到負(fù)載端,此時變換器的直流電壓增益最大為1。

作為一種相對而言比較基礎(chǔ)的、應(yīng)用也非常廣泛的轉(zhuǎn)換器,串聯(lián)諧振型的DC-DC轉(zhuǎn)換器在工作中的優(yōu)點是電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較簡單,它的關(guān)斷損耗和開關(guān)損耗比較小,且沒有輸出濾波電感,因此復(fù)變整流二極管上的電壓應(yīng)力也比較小。除此之外,該類型的變換器電路循環(huán)電流比較低,能量循環(huán)也相對較低一些。

但串聯(lián)諧振變換器在作為電源來使用時也有一些自身的缺點。一個比較大的缺陷就是它的選擇性比較差,由于諧振網(wǎng)絡(luò)與案件與負(fù)載串聯(lián),開關(guān)頻率直接受到負(fù)載電路的影響,因此在輕載或空載時輸出電壓無法調(diào)整。除此之外,串聯(lián)諧振變換器的輸出直流濾波電容必須承受較高的紋波電流、而當(dāng)輸出電壓增加時,開關(guān)頻率必須提高以維持輸出電壓的穩(wěn)定,諧振網(wǎng)絡(luò)的能力將增加且產(chǎn)生較高的關(guān)斷電流,因此不適合在高輸入電壓下應(yīng)用。

相關(guān)閱讀:

解析DC-DC變換器參與電動汽車能量驅(qū)動的過程
盤點:DC-DC變換器控制技術(shù)的三種方法
網(wǎng)友分享:全面解析全橋DC-DC變換器的原理及應(yīng)用

特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書下載更多>>
熱門搜索
?

關(guān)閉

?

關(guān)閉