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單變壓器雙晶體管自激振蕩變換器

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單變壓器雙晶體管自激振蕩變換器

       圖表示了一個非?;镜碾娏髟鲆嫦拗齐p晶體管飽和變壓器變換器的電路,有時也稱作為DC變壓器。在這種形式的變換器中,主變壓器工作于飽和狀態(tài),磁心損耗較大;因此該變壓器效率不高。還有,開關晶體管的最大集電極電流與增益有關,并沒有特別限定。因此這種形式的變換器更適合于低功率的應用場合,典型的功率是1~25W。

由于工作于全導通方波推挽狀態(tài),整流后的輸出近乎于直流,因此這種結構可以有比在第14章中討論的反激變換器高得多的副邊電流。因為原邊晶體管承受的電壓應力至少是充電器電壓的兩倍,所以這種變換器應該用于較低輸入電壓的應用場合。

 

 工作原理(增益限制開關)

 圖中所示的電路的工作情況如下。

開始導通時,起始電流經R1流向Q1和Q2的基級。此時具有最低V或最高增益的晶體管首先導通,本例中假設Q1先導通。

由于Q1導通,所有繞組的末端為負(起始端為正),來自驅動繞組P2的正反饋使Q的基極更正,而Q2的基極更負。因此Q1將迅速進入全飽和導通狀態(tài)。

現(xiàn)在充電器電壓Vcc加在主變壓器左邊原邊繞組P1兩端,Q1集電極中流過的電流是磁化電流加折算過來的負載電流。

在導通期間,磁心的磁通密度向著飽和方向增加,如圖中的點S。經過由磁心尺寸、飽和磁通值,和原邊匝數(shù)所決定的一段時間后,磁心達到飽和狀態(tài)。

在S1點,H迅速增加,使集電極電流也大量增加。這個過程一直持續(xù)到受到Q1的增益限制,這個限制是防止集電極電流進一步增加。在該點磁場H不再進一步增加,將不能維持所需的B的變化率(dB/dt)。結果,原邊繞組兩邊的電壓降低,Q1集電極上的電壓將上升到充電器電壓。

 

隨著原邊繞組兩邊的電壓降低,P2上的基極驅動電壓也降低,Q1將關斷。

由于B/H特性頂部限定的斜率(飽和后導磁率),從S1到S2變壓器中存在反激作用,因為dB/dt現(xiàn)在為負,所有繞組上的電壓將改變方向。這將進一步促使Q1關斷,Q2開始導通。

通過反饋作用,Q2導通,Q1關斷,工作周期在原邊另一半繞組中重復。磁心中的磁通從S2向S變化,又重復關斷作用。

注意:關斷作用的出現(xiàn)是由晶體管的電流增益限制引起的。由于集電極電流隨元件的類型和溫度而變化,所以這種限制作用并不是很精確。對于高增益晶體管,在受到增益限制之前就有較大的集電極電流流過。這使開關效率變差,并帶來EMI(電磁干擾)問題。還有,如果沒有仔細選擇正確的(低的)電流增益和額定值,在某些條件下,失去限制的集電極電流可能導致開關元件損壞。

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| 發(fā)布時間:2018.10.19    來源:電源適配器廠家
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