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推挽拓撲輸出功率

信息來源:本站 日期:2017-05-13 

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電子器件推挽拓撲輸出功率及輸入電壓的限制推挽電路除了磁通不均衡問題外 ( 該問題在電流形式推挽拓撲中不存在) ,其輸出功率 會遭到式 ( 2.9 )  的限制,而輸入電壓會遭到武 ( 2.15 ) 的限制。給出了不同預期輸出功率 卡的開關管幅值電流 ,式 C 2.15 )  給出 f 對應最大直流輸入電壓下的開關管最大電壓應力 。

這兩個條件限制推挽拓撲的最大功率約 J,J 300W. 高 于這個功率等級 ,則很難找到同時滿足幅值電流和電 j長應力 ,且在滿足大增益和低導通壓降 條件下速度也足夠快的現極型場MOS效應管晶體管 。具有足夠高電壓和電流定額且具乎可足夠低導通壓降的 高速 MOSFET   開關管對商業應用來說價錢又末貴 。為此,下面討論由額定輸出 、最小輸出和最大輸山分別為 48V 、38V 和 60V 的通訊±業 電壓源供電的 400W 推挽變換器的設計 。
由式 ( 2.9 ) 可知,所求幅但電流為 I ptt  = 1.56P., I墜  l.56(捕 )/38 = 16.4 A.   由式 ( 2.15 )可知,最大關斷電ffi應力為 vms = 2.6飛=2.6 x 60 = 156V 。若再思索平安裕量 ,則開關管耐壓 至少應為 200V 。該電源的開關管 ,可采用現極型晶體管 MJ13330o 宮的額定幅值電流 、額定 vcco 和額定 vcev( 二極管反向恢復偏置電壓為 1 5V   時,能夠接受的關斷霎時的電壓值)  分別為 20A 、200V   和400V   時,可滿足幅值電流和電壓應力的請求 。工作于 16A 時,該開關管最大導通電壓約為 3V,最小增益約為 5,存儲時間約為 1.3~ 4μs. 由于這些限制,開關管開關損耗很大 ,處置磁通不均衡也有艱難 ( 除非運用電流形式推 挽拓撲) ,且由于存儲時間過長 ,很難工作在頻率為 40四z 以上的電路中。該電源若運用 MOSFET 管,可選 MTH30N20 型。它的額定電流為 30A ,額定電壓為 200V ,在 16A 時,其導通壓降為 1.3V,因而其直流導通損耗是先前政極型晶體管的一半 。 由于電流降落很快 ,所以交疊開關損耗能夠忽 略。1fl該管數量超越 100 時其價錢為$11.50, 對商用來說太高 。

可選用 15A、200V 的器件 ( MTH15N200 ) ,數量超越 100 時僅需$4.10. 但該器件導通壓降和直流導通損施都加倍 。對直接由 電網供電的變換器   ( 也稱離線變壓器〉 ,兒乎歷來不運用推挽拓撲構造 ,由于其最大關斷電壓應力為 2.6飛C ( 式 ( 2.15 ) ) 。例如,一個具有士10% 網壓動搖的 120V 交流輸 入的變換器 ,其整流幅值電壓為 1.41×1.1×120=186V。加上漏感尖峰頂部 ,其最大關斷電 壓應力為 2.6 ×186=484V ( 式 ( 2.15 ) ) 。
還必需思索在穩態最大值上疊加瞬態值的狀況 。商用電源中很少規則詳細瞬態值 ,設計 慣例設定瞬態值是在穩態最大值的根底上增加 ,這使得最大應力達 1.15×484=557V 某些特定場所 ,輸入電壓瞬態值比穩態最大值的 15%還要大 。軍用飛行器的交流輸入標 準由 “ 軍標 704 ” 做了明白的規則 。規則指出 ,關于額定電壓為 113V 的交流輸入,lOms 內 其允許的瞬態值為 180V AC 。在瞬態值為 180V  AC  時,依據式 ( 1.15 ) ,最大關斷電壓應力 為 180×1.42×2.6=660V  還有許多快速雙極型 晶體管,假如關斷時基極所加反向偏置電壓為一 1 5V,則它們能 平安接受高達 850V  的電壓 ( 額定 "V;,ev   ) 。
但是沒必要冒險運用這樣一種拓撲 ,關斷時其開關管要接受兩倍最大直流輸入電壓再加上 30%變壓器漏感尖峰 。下面將講述幾種關斷時開關管只承 受最大直流輸入電壓而不接受漏感尖峰的拓撲 。它們是更好的選擇逐個不只由于它們的電壓 應力較小 ,還由于它們關斷時電壓變化較小 ,產生的電磁干擾 ( EMO  也比擬低。


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