开关电源原理与设计(连载四十四)

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1-8-3-2.整流输出全桥式变压器开关电源

图1-48是全波整流输出全桥式变压器开关电源工作原理图;图1-49是输出电压可调的全桥式变压器开关电源工作原理图。

整流输出全桥式变压器开关电源的工作原理与整流输出推挽式变压器开关电源以及整流输出半桥式变压器开关电源的工作原理是非常接近的,只是变压器的激励方式与工作电源的接入方式有点不同。关于图1-48和图1-49等开关电源的详细工作原理,以及变压器、储能滤波原器件参数的计算,请自己参考前面有关章节内容的分析,这里不再准备赘述。

 

 

 

 

1-8-3-3.全桥式开关电源储能滤波电感、电容参数的计算

全桥式开关电源储能滤波电感、电容参数的计算主要是针对如图1-49输出电压可调的全桥式变压器开关电源中的储能滤波电感、电容参数选择进行计算。实际上,图1-49输出电压可调的全桥式变压器开关电源中的储能滤波电感、电容参数选择方法,与图1-33输出电压可调的推挽式变压器开关电源的储能滤波电感、电容参数选择方法是基本相同的,因此,这里只列出计算储能滤波电感、电容参数的公式,对于详细分析请参考《1-8-1-3.推挽式变压器开关电源储能滤波电感、电容参数的计算》章节的内容。

A)全桥式开关电源储能滤波电感参数的计算

根据前面分析,以及由图1-35可以看出,输出电压可调的推挽式变压器开关电源的两个控制开关K1、K2的占空比必须小于0.5,开关电源电源才能正常工作;当要求输出电压可调范围为*大时,占空比*好取值为0.25。此分析结果对于全桥式开关电源同样有效。

当两个控制开关K1、K2的占空比取值均为0.25时,输出电压可调的推挽式变压器开关电源中的储能滤波电感L以及输出电压Uo的计算由(1-144)和(1-145)式决定,即:

L ≥nUiT/12Io =nUi/12FIo —— D为0.25时 (1-144)

Uo =2nUi/3 —— D为0.25时 (1-145)

上面(1-144)和(1-145)式既是计算输出电压可调的推挽式变压器开关电源储能滤波电感和滤波输出电压的表达式(D为0.25时),也是计算输出电压可调的全桥式变压器开关电源储能滤波电感和滤波输出电压的表达式(D为0.25时)。式中:Ui为全桥式变压器开关电源输入电压,Uo为全桥式变压器开关电源的输出电压,T为控制开关的工作周期,F为控制开关的工作频率,n为开关电源次级线圈N2绕组与初级线圈N1绕组的匝数比。

上面(1-144)和(1-145)式的计算结果,只给出了计算输出电压可调的全桥式变压器开关电源储能滤波电感L的中间值,或平均值,对于极端情况可以在平均值的计算结果上再乘以一个大于1的系数。

B)全桥式开关电源储能滤波电容参数的计算

根据前面分析,以及由图1-35可以看出,当两个控制开关K1、K2的占空比取值均为0.25时,输出电压可调的推挽式变压器开关电源中的储能滤波电容C参数的计算由(1-149)式决定,即:

C >Io*T/ 8ΔUP-P —— D为0.25时 (1-149)

(1-149)式中:Io是流过负载的电流,T为控制开关K1和K2的工作周期,ΔUP-P为输出电压的波纹电压。波纹电压ΔUP-P一般都取峰-峰值,所以波纹电压正好等于电容器充电或放电时的电压增量,即:ΔUP-P = 2ΔUc 。

(1-149)式,虽然是计算输出电压可调的推挽式变压器开关电源储能滤波电容的公式(D = 0.25时),但对于输出电压可调的全桥式变压器开关电源中的储能滤波电容的计算同样有效。

同理,(1-149)式的计算结果,只给出了计算全桥式变压器开关电源储能滤波电容C的中间值,或平均值,即控制开关工作于占空比D为0.25时的情况,对于极端情况可以在平均值的计算结果上再乘以一个大于1的系数。

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