一種簡單有效的限流保護電路設計方法介紹
本文引用地址:http://www.104case.com/article/194119.htm
2.1 正激變換器
根據限流保護電路的工作原理及以上假定,則有
vb=vaD=isDn2R= (1)
io= (2)
式中:isD為is在DT時間內的平均值;
n1為變壓器原副邊匝數比;
n2為電流互感器原副邊匝數比;
iLo為電感電流一個周期內的平均值。
當限流保護電路工作并達到穩定狀態時,vb=vc=Vref,io即為限流保護值iomax。則
iomax= (3)
從式(3)中可以看到,n1,n2,R為常數,在Vref一定的條件下,iomax是個恒定值,并不隨輸入電壓的變化而變化。
2.2 反激變換器
反激變換器如圖4所示,同樣有
vb=vaD=isDn2R=iLon2R= (4)
io= (5)
式中:iLo為電感電流一個周期內的平均值(反激變換器的電感即變壓器原邊勵磁電感);
iDD′為流過副邊二極管D的電流iD在(1-D)T時間內的平均值。
圖4 反激變換器
又有 Vout= (6)
推出 D= (7)
將式(7)代入式(5)得
io= (8)
當限流保護電路工作并達到穩定狀態時,vb=vc=Vref,io即為限流保護值iomax。則
iomax= (9)
從式(9)中可以看到,n1,n2,R為常數,在Vout及Vref一定的條件下,iomax隨著Vin的增大而增大。
比較式(1)和式(4)可以發現:在vb一定時(即限流保護電路工作并達到穩定狀態時參考電壓Vref一定),不管是正激變換器還是反激變換器,電感電流平均值iLo都不隨輸入電壓的變化而變化。造成兩者區別的關鍵在于:正激變換器的輸出電流是連續的而反激變換器的輸出電流是斷續的。對于正激變換器來說io=iLo,而對于反激變換器來說io=n1(1-D)iLo。由于在輸出電壓一定時,占空比D會隨著輸入電壓的變化而變化,因此,反激變換器的限流值將會隨著輸入電壓的變化而變化。
圖5和圖6分別給出了假定io不變時,不同輸入電壓正激變換器和反激變換器限流保護電路的理論波形,圖中輸入電壓Vin2>Vin1。
圖5 不同輸入電壓正激變換器限流保護電路理論波形
圖6 不同輸入電壓反激變換器限流保護電路理論波形
根據以上分析可知,當參考電壓恒定時,正激變換器限流值也是恒定的,跟輸入電壓沒有關系。這里需要指出的是:以上的理論分析是基于vb=vaD的假定,當輸入電壓變化時,vb=vaD的近似程度也會不同,所以,實際上正激變換器限流值
也會隨著輸入電壓的變化而變化,只是波動很小,這個在之后的實驗結果中可以看到。
反激變換器限流值隨著輸入電壓的變化而有較大變化,因此,需要采用一定的措施來進行補償,使限流值的變化在可以接受的范圍之內。從式(9)中可知限流值隨著輸入電壓的增大而增大,也即假定限流值不變的話,vb隨著輸入電壓的增大而減少。因此,需要對vb作一定的補償,補償電壓應隨著輸入電壓的增大而增大,從而來抵消vb的變化。用輸入電壓來作為補償信號是一種可以選用的方法。輸入電壓通過一個電阻接到圖1的C點,如圖4虛線所示,此時限流保護電路工作并達到穩定狀態時,vc不再等于vb,而是
vc=vb+
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