正激變換器
正激變換器沒有非隔離式變換器與之對應。我們可以用下述方法構造:
(1)Buck變換器的晶體開關管和開關二極管之間,并聯一個電感再串聯一個二極管,構造一個虛擬的無變壓器電路,如圖1(a)所示。為使電感能量有釋放通道,在電感上加耦合線圈和一個二極管。圖1(a)并沒有實際意義,因為理想情況下,變壓器輸出電壓等于輸入電壓。
(2)用一個變壓器代替圖1(a)中的電感L1,就得到正激變換器結構,如圖1(b)所示。
正激變換器的二次側串接一個整流二極管,并聯一個續流二極管,輸出給L-C濾波器及負載。正激變換器工作原理與Buck變換器類似。如圖1(b)所示,當主開關S導通時,變壓器二次側整流二極管VD1導通,續流二極管VD2關斷,直流電源功率通過變壓器傳送到負載,同時濾波電感L儲能;主開關S關斷時,二次側整流二極管VD1關斷,續流二極管VD2導通,濾波電感能量向負載釋放。
圖1 正激變換器構造過程
a)虛擬的無變壓器電路 b)正激變換器
正激變換器的主要問題是需要另加磁復位(Reset)措施。一種復位措施是:在磁心上另加第三繞組,匝數為N3,如圖1(b)所示,稱為磁復位繞組。繞組N3極性與一次繞組N1極性相反,一般令N3=N1。N3與整流二極管串聯后,并聯于直流輸入電源。開關導通時,N3回路中二極管VD3阻斷,無電流流過,磁心從原始磁狀態被勵磁或稱磁化(magnetization)。當開關關斷時,復位繞組流過電流i3=N1im/N3,im為勵磁電流。將變壓器儲存磁能回饋到直流輸入電源。復位繞組電流使磁心去磁(demagnetization),故復位繞組也稱為去磁繞組。勵磁電流下降到零,磁心復位到原始磁狀態,以利下一開關周期磁心重復勵磁。若無磁復位措施,幾個開關周期后,磁心不斷被勵磁,逐漸進入飽和狀態,變換器不能正常工作。
CCM條件下,正激變換器的輸出-輸入電壓變換比為:
Vo/Vi=nD
式中 n=N2/N1,N2和N1分別為變壓器二次和一次繞組匝數。
正激變換器開關管承受的最大電壓為2Vi(N3=N1時)。
正激變換器和隔離式Zeta變換器結構和類似,兩者的差別只在于變壓器和續流二極管之間的串聯元件:正激變換器中為整流二極管;隔離式Zeta變換器中則是耦合電容,當開關關斷時,變壓器儲存磁能通過續流二極管向耦合電容釋放,耦合電容起了磁復位作用。因此隔離式Zeta變換器無需加復位措施。
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