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推挽拓扑输出功率

信息来源:本站 日期:2017-05-13 

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电子器件推挽拓扑输出功率及输入电压的限制推挽电路除了磁通不均衡问题外 ( 该问题在电流形式推挽拓扑中不存在) ,其输出功率 会遭到式 ( 2.9 )  的限制,而输入电压会遭到武 ( 2.15 ) 的限制。给出了不同预期输出功率 卡的开关管幅值电流 ,式 C 2.15 )  给出 f 对应最大直流输入电压下的开关管最大电压应力 。

这两个条件限制推挽拓扑的最大功率约 J,J 300W. 高 于这个功率等级 ,则很难找到同时满足幅值电流和电 j长应力 ,且在满足大增益和低导通压降 条件下速度也足够快的现极型场MOS效应管晶体管 。具有足够高电压和电流定额且具乎可足够低导通压降的 高速 MOSFET   开关管对商业应用来说价钱又末贵 。为此,下面讨论由额定输出 、最小输出和最大输山分别为 48V 、38V 和 60V 的通讯±业 电压源供电的 400W 推挽变换器的设计 。
由式 ( 2.9 ) 可知,所求幅但电流为 I ptt  = 1.56P., I坠  l.56(捕 )/38 = 16.4 A.   由式 ( 2.15 )可知,最大关断电ffi应力为 vms = 2.6飞=2.6 x 60 = 156V 。若再思索平安裕量 ,则开关管耐压 至少应为 200V 。该电源的开关管 ,可采用现极型晶体管 MJ13330o 宫的额定幅值电流 、额定 vcco 和额定 vcev( 二极管反向恢复偏置电压为 1 5V   时,能够接受的关断霎时的电压值)  分别为 20A 、200V   和400V   时,可满足幅值电流和电压应力的请求 。工作于 16A 时,该开关管最大导通电压约为 3V,最小增益约为 5,存储时间约为 1.3~ 4μs. 由于这些限制,开关管开关损耗很大 ,处置磁通不均衡也有艰难 ( 除非运用电流形式推 挽拓扑) ,且由于存储时间过长 ,很难工作在频率为 40四z 以上的电路中。该电源若运用 MOSFET 管,可选 MTH30N20 型。它的额定电流为 30A ,额定电压为 200V ,在 16A 时,其导通压降为 1.3V,因而其直流导通损耗是先前政极型晶体管的一半 。 由于电流降落很快 ,所以交叠开关损耗能够忽 略。1fl该管数量超越 100 时其价钱为$11.50, 对商用来说太高 。

可选用 15A、200V 的器件 ( MTH15N200 ) ,数量超越 100 时仅需$4.10. 但该器件导通压降和直流导通损施都加倍 。对直接由 电网供电的变换器   ( 也称离线变压器〉 ,儿乎历来不运用推挽拓扑构造 ,由于其最大关断电压应力为 2.6飞C ( 式 ( 2.15 ) ) 。例如,一个具有士10% 网压动摇的 120V 交流输 入的变换器 ,其整流幅值电压为 1.41×1.1×120=186V。加上漏感尖峰顶部 ,其最大关断电 压应力为 2.6 ×186=484V ( 式 ( 2.15 ) ) 。
还必需思索在稳态最大值上叠加瞬态值的状况 。商用电源中很少规则详细瞬态值 ,设计 惯例设定瞬态值是在稳态最大值的根底上增加 ,这使得最大应力达 1.15×484=557V 某些特定场所 ,输入电压瞬态值比稳态最大值的 15%还要大 。军用飞行器的交流输入标 准由 “ 军标 704 ” 做了明白的规则 。规则指出 ,关于额定电压为 113V 的交流输入,lOms 内 其允许的瞬态值为 180V AC 。在瞬态值为 180V  AC  时,依据式 ( 1.15 ) ,最大关断电压应力 为 180×1.42×2.6=660V  还有许多快速双极型 晶体管,假如关断时基极所加反向偏置电压为一 1 5V,则它们能 平安接受高达 850V  的电压 ( 额定 "V;,ev   ) 。
但是没必要冒险运用这样一种拓扑 ,关断时其开关管要接受两倍最大直流输入电压再加上 30%变压器漏感尖峰 。下面将讲述几种关断时开关管只承 受最大直流输入电压而不接受漏感尖峰的拓扑 。它们是更好的选择逐个不只由于它们的电压 应力较小 ,还由于它们关断时电压变化较小 ,产生的电磁干扰 ( EMO  也比拟低。


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