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【原创】双管正激一种新型无损缓冲电路的学习和研究

双管正激电路在大功率电源中应用的很广泛,其主要优点是主功率MOS耐压低,可选择的种类多,成本相对较低。

它的缓冲电路设计也很重要,可以有效提升整机的效率。开场白不少了,在这里先谢谢Z版和J版的指导和帮助!

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老梁头
LV.10
2
2012-08-23 13:00

 

电路如图所示,缓冲网络由6个二极管D1,D2,D3,D4,D5和D6、一个缓冲电感Ls和两个缓冲电容C1、C2组成;Cs1和Cs2为MOS管的结电容。


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老梁头
LV.10
3
2012-08-23 13:00
@老梁头
[图片] 电路如图所示,缓冲网络由6个二极管D1,D2,D3,D4,D5和D6、一个缓冲电感Ls和两个缓冲电容C1、C2组成;Cs1和Cs2为MOS管的结电容。

在上个主要工作波形

 

把大概工作原理讲下,有错误的地方大家指出来!

在一个开关周期中,该电路有7种工作状态:

1、【t0-t1】在t0时刻,S1,S2开通,变压器初级励磁电流开始线性上升,Vin经过缓冲电容C1,C2,MOS管S1,S2和D6形成的回路谐振工作。

     经过一段时间到达t1时刻,缓冲电容C1,C2上的电压上升为Vin,缓冲电感Ls中的电流降为零,此后Ls中的电流反向,D6自然关断。

然而在实际中,由于缓冲电感中的杂散电容,所以加了D5,将缓冲电感中的残余能量由D5,C1,S1,VIN迅速放掉。

2、状态2【t1-t2】缓冲网络停止工作,其他的工作状态和状态1一样。

3、【t2-t3】在t2时刻,S1,S2关断,Vs1,Vs2由零开始逐渐上升,变压器初级电压由VIN开始下将,整流管D7仍然导通。C1,C2上的电压约为Vin,当Vs2上升时,C2上的电压通过D3向Vin放电,放电过程使Vs2的上升速度很慢,从而使s2的关断损耗下降,起到了缓冲的作用。同理,C1上的电压通过D2向Vin放电,使S1的损耗降低。

4、【t3-t4】在t3时刻,Vs1和Vs2都上升到Vin/2,此时变压器初级极性发生反转变成下正上负,D7关断,D8开通。

5、【t4-t5】在t4时刻,二极管D1,D4导通,将变压器初级电压钳位在Vin,由于励磁电流的存在,原边绕组的能量通过D1,D4释放到电源Vin。

6、【t5-t6】在t5时刻,励磁电流将为零,D1,D4关断,VC1=VC2=0,;Cs1,Cs2上的电压通过变压器放电,励磁电流反向增加,将结电容下降到Vin/2.

7、【t6-t7】在此状态下,Cs1,Cs2电压有继续下降的趋势,那么初级绕组电压将会为正,次级绕组电压也为正,使D7导通,由于原边电流小,不足以提供负载电流,一次续流管D8继续导通,D7,D8同事导通,将次级绕组钳位在零位,初级绕组也为零。

整个周期结束,开始下个周期


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zvszcs
LV.12
4
2012-08-23 13:01
@老梁头
在上个主要工作波形[图片] 把大概工作原理讲下,有错误的地方大家指出来!在一个开关周期中,该电路有7种工作状态:1、【t0-t1】在t0时刻,S1,S2开通,变压器初级励磁电流开始线性上升,Vin经过缓冲电容C1,C2,MOS管S1,S2和D6形成的回路谐振工作。   经过一段时间到达t1时刻,缓冲电容C1,C2上的电压上升为Vin,缓冲电感Ls中的电流降为零,此后Ls中的电流反向,D6自然关断。然而在实际中,由于缓冲电感中的杂散电容,所以加了D5,将缓冲电感中的残余能量由D5,C1,S1,VIN迅速放掉。2、状态2【t1-t2】缓冲网络停止工作,其他的工作状态和状态1一样。3、【t2-t3】在t2时刻,S1,S2关断,Vs1,Vs2由零开始逐渐上升,变压器初级电压由VIN开始下将,整流管D7仍然导通。C1,C2上的电压约为Vin,当Vs2上升时,C2上的电压通过D3向Vin放电,放电过程使Vs2的上升速度很慢,从而使s2的关断损耗下降,起到了缓冲的作用。同理,C1上的电压通过D2向Vin放电,使S1的损耗降低。4、【t3-t4】在t3时刻,Vs1和Vs2都上升到Vin/2,此时变压器初级极性发生反转变成下正上负,D7关断,D8开通。5、【t4-t5】在t4时刻,二极管D1,D4导通,将变压器初级电压钳位在Vin,由于励磁电流的存在,原边绕组的能量通过D1,D4释放到电源Vin。6、【t5-t6】在t5时刻,励磁电流将为零,D1,D4关断,VC1=VC2=0,;Cs1,Cs2上的电压通过变压器放电,励磁电流反向增加,将结电容下降到Vin/2.7、【t6-t7】在此状态下,Cs1,Cs2电压有继续下降的趋势,那么初级绕组电压将会为正,次级绕组电压也为正,使D7导通,由于原边电流小,不足以提供负载电流,一次续流管D8继续导通,D7,D8同事导通,将次级绕组钳位在零位,初级绕组也为零。整个周期结束,开始下个周期[图片]
这个不错,有谐振参与工作了哦,效率会高不少
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2012-08-23 13:04
@老梁头
在上个主要工作波形[图片] 把大概工作原理讲下,有错误的地方大家指出来!在一个开关周期中,该电路有7种工作状态:1、【t0-t1】在t0时刻,S1,S2开通,变压器初级励磁电流开始线性上升,Vin经过缓冲电容C1,C2,MOS管S1,S2和D6形成的回路谐振工作。   经过一段时间到达t1时刻,缓冲电容C1,C2上的电压上升为Vin,缓冲电感Ls中的电流降为零,此后Ls中的电流反向,D6自然关断。然而在实际中,由于缓冲电感中的杂散电容,所以加了D5,将缓冲电感中的残余能量由D5,C1,S1,VIN迅速放掉。2、状态2【t1-t2】缓冲网络停止工作,其他的工作状态和状态1一样。3、【t2-t3】在t2时刻,S1,S2关断,Vs1,Vs2由零开始逐渐上升,变压器初级电压由VIN开始下将,整流管D7仍然导通。C1,C2上的电压约为Vin,当Vs2上升时,C2上的电压通过D3向Vin放电,放电过程使Vs2的上升速度很慢,从而使s2的关断损耗下降,起到了缓冲的作用。同理,C1上的电压通过D2向Vin放电,使S1的损耗降低。4、【t3-t4】在t3时刻,Vs1和Vs2都上升到Vin/2,此时变压器初级极性发生反转变成下正上负,D7关断,D8开通。5、【t4-t5】在t4时刻,二极管D1,D4导通,将变压器初级电压钳位在Vin,由于励磁电流的存在,原边绕组的能量通过D1,D4释放到电源Vin。6、【t5-t6】在t5时刻,励磁电流将为零,D1,D4关断,VC1=VC2=0,;Cs1,Cs2上的电压通过变压器放电,励磁电流反向增加,将结电容下降到Vin/2.7、【t6-t7】在此状态下,Cs1,Cs2电压有继续下降的趋势,那么初级绕组电压将会为正,次级绕组电压也为正,使D7导通,由于原边电流小,不足以提供负载电流,一次续流管D8继续导通,D7,D8同事导通,将次级绕组钳位在零位,初级绕组也为零。整个周期结束,开始下个周期[图片]
 我也占个座
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老梁头
LV.10
6
2012-08-23 13:27
@电源网-fqd
[图片] 我也占个座

把大概工作原理讲下,有错误的地方大家指出来!

在一个开关周期中,该电路有7种工作状态:

1、【t0-t1】在t0时刻,S1,S2开通,变压器初级励磁电流开始线性上升,Vin经过缓冲电容C1,C2,MOS管S1,S2和D6形成的回路谐振工作。

      经过一段时间到达t1时刻,缓冲电容C1,C2上的电压上升为Vin,缓冲电感Ls中的电流降为零,此后Ls中的电流反向,D6自然关断。

然而在实际中,由于缓冲电感中的杂散电容,所以加了D5,将缓冲电感中的残余能量由D5,C1,S1,VIN迅速放掉。


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zhc7302
LV.9
7
2012-08-23 13:40
@电源网-fqd
[图片] 我也占个座

你占座怎么老是捂住眼睛啊

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老梁头
LV.10
8
2012-08-23 13:54
@zhc7302
你占座怎么老是捂住眼睛啊
2、状态2【t1-t2】缓冲网络停止工作,其他的工作状态和状态1一样。
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老梁头
LV.10
9
2012-08-23 14:22
@老梁头
2、状态2【t1-t2】缓冲网络停止工作,其他的工作状态和状态1一样。
3、【t2-t3】在t2时刻,S1,S2关断,Vs1,Vs2由零开始逐渐上升,变压器初级电压由VIN开始下将,整流管D7仍然导通。C1,C2上的电压约为Vin,当Vs2上升时,C2上的电压通过D3向Vin放电,放电过程使Vs2的上升速度很慢,从而使s2的关断损耗下降,起到了缓冲的作用。同理,C1上的电压通过D2向Vin放电,使S1的损耗降低。
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老梁头
LV.10
10
2012-08-23 14:32
@老梁头
3、【t2-t3】在t2时刻,S1,S2关断,Vs1,Vs2由零开始逐渐上升,变压器初级电压由VIN开始下将,整流管D7仍然导通。C1,C2上的电压约为Vin,当Vs2上升时,C2上的电压通过D3向Vin放电,放电过程使Vs2的上升速度很慢,从而使s2的关断损耗下降,起到了缓冲的作用。同理,C1上的电压通过D2向Vin放电,使S1的损耗降低。
4、【t3-t4】在t3时刻,Vs1和Vs2都上升到Vin/2,此时变压器初级极性发生反转变成下正上负,D7关断,D8开通。
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老梁头
LV.10
11
2012-08-23 14:39
@老梁头
4、【t3-t4】在t3时刻,Vs1和Vs2都上升到Vin/2,此时变压器初级极性发生反转变成下正上负,D7关断,D8开通。
5、【t4-t5】在t4时刻,二极管D1,D4导通,将变压器初级电压钳位在Vin,由于励磁电流的存在,原边绕组的能量通过D1,D4释放到电源Vin。
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老梁头
LV.10
12
2012-08-23 14:43
@老梁头
5、【t4-t5】在t4时刻,二极管D1,D4导通,将变压器初级电压钳位在Vin,由于励磁电流的存在,原边绕组的能量通过D1,D4释放到电源Vin。
6、【t5-t6】在t5时刻,励磁电流将为零,D1,D4关断,VC1=VC2=0,;Cs1,Cs2上的电压通过变压器放电,励磁电流反向增加,将结电容下降到Vin/2.
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老梁头
LV.10
13
2012-08-23 14:51
@老梁头
6、【t5-t6】在t5时刻,励磁电流将为零,D1,D4关断,VC1=VC2=0,;Cs1,Cs2上的电压通过变压器放电,励磁电流反向增加,将结电容下降到Vin/2.

7、【t6-t7】在此状态下,Cs1,Cs2电压有继续下降的趋势,那么初级绕组电压将会为正,次级绕组电压也为正,使D7导通,由于原边电流小,不足以提供负载电流,一次续流管D8继续导通,D7,D8同事导通,将次级绕组钳位在零位,初级绕组也为零。

整个周期结束,开始下个周期

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jetweel
LV.4
14
2012-08-23 15:39
@老梁头
7、【t6-t7】在此状态下,Cs1,Cs2电压有继续下降的趋势,那么初级绕组电压将会为正,次级绕组电压也为正,使D7导通,由于原边电流小,不足以提供负载电流,一次续流管D8继续导通,D7,D8同事导通,将次级绕组钳位在零位,初级绕组也为零。整个周期结束,开始下个周期[图片]

我做双管正激,始终有一个发热较高的温升点没搞定,主要是续流电感的温升太高,不知哪位大侠说说是怎么回事。

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老梁头
LV.10
15
2012-08-23 15:54
@jetweel
我做双管正激,始终有一个发热较高的温升点没搞定,主要是续流电感的温升太高,不知哪位大侠说说是怎么回事。
是不是电感量不合适,可以适当调整下。还有就是铜损,绕线是不是太细了。
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2012-08-23 20:57
@老梁头
7、【t6-t7】在此状态下,Cs1,Cs2电压有继续下降的趋势,那么初级绕组电压将会为正,次级绕组电压也为正,使D7导通,由于原边电流小,不足以提供负载电流,一次续流管D8继续导通,D7,D8同事导通,将次级绕组钳位在零位,初级绕组也为零。整个周期结束,开始下个周期[图片]
这个给力,顶起!
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zhc7302
LV.9
17
2012-08-23 21:02
@javike
[图片]这个给力,顶起!
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ta7698
LV.9
18
2012-08-24 08:02
@老梁头
6、【t5-t6】在t5时刻,励磁电流将为零,D1,D4关断,VC1=VC2=0,;Cs1,Cs2上的电压通过变压器放电,励磁电流反向增加,将结电容下降到Vin/2.
这个要顶!
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lesonlee
LV.5
19
2012-08-27 15:58
@老梁头
[图片] 电路如图所示,缓冲网络由6个二极管D1,D2,D3,D4,D5和D6、一个缓冲电感Ls和两个缓冲电容C1、C2组成;Cs1和Cs2为MOS管的结电容。

这个是老电路了,不错的东西。使了很多年了。但小心专利限制。

大功率中使用很合适。

我极力推荐。

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2012-08-27 18:53
@老梁头
[图片] 电路如图所示,缓冲网络由6个二极管D1,D2,D3,D4,D5和D6、一个缓冲电感Ls和两个缓冲电容C1、C2组成;Cs1和Cs2为MOS管的结电容。
这个贴不错,有谐振参与工作了!以前试过好像容值、感值比较难调!
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lesonlee
LV.5
21
2012-08-27 22:23
@大林电源
这个贴不错,有谐振参与工作了!以前试过好像容值、感值比较难调!

没有那么难,具体的谐振回路上的二极管选恢复特性好的二极管,在它上面并一个RC。

工作很完美。真的很完美。零流开通,有一定零压作用,适合IGBT(最好不带D的)。我个人认为是大功率最佳拓扑。

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2012-08-28 10:52
@老梁头
把大概工作原理讲下,有错误的地方大家指出来!在一个开关周期中,该电路有7种工作状态:1、【t0-t1】在t0时刻,S1,S2开通,变压器初级励磁电流开始线性上升,Vin经过缓冲电容C1,C2,MOS管S1,S2和D6形成的回路谐振工作。   经过一段时间到达t1时刻,缓冲电容C1,C2上的电压上升为Vin,缓冲电感Ls中的电流降为零,此后Ls中的电流反向,D6自然关断。然而在实际中,由于缓冲电感中的杂散电容,所以加了D5,将缓冲电感中的残余能量由D5,C1,S1,VIN迅速放掉。
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2012-08-28 16:17
@大林电源
这个贴不错,有谐振参与工作了!以前试过好像容值、感值比较难调!
光调时间不够用,耐心也不够用,用SABER吧。
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老梁头
LV.10
24
2012-08-31 16:23
@13714648912@139.com
光调时间不够用,耐心也不够用,用SABER吧。[图片]
时间够用,耐心也够了大家记得顶贴哦
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998lllll
LV.8
25
2012-08-31 18:47
@老梁头
时间够用,耐心也够了[图片]大家记得顶贴哦[图片]
呵呵,顶你!!
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贴片机
LV.8
26
2012-08-31 19:37
@老梁头
[图片] 电路如图所示,缓冲网络由6个二极管D1,D2,D3,D4,D5和D6、一个缓冲电感Ls和两个缓冲电容C1、C2组成;Cs1和Cs2为MOS管的结电容。
跟贴学习
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zvszcs
LV.12
27
2012-09-03 19:20
@贴片机
跟贴学习
这么好的帖子,不能沉下去呀
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lgxixi
LV.5
28
2012-09-06 01:23

深夜顶帖,楼主继续讲解啊

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Ruson
LV.3
29
2012-09-06 08:42
@老梁头
[图片] 电路如图所示,缓冲网络由6个二极管D1,D2,D3,D4,D5和D6、一个缓冲电感Ls和两个缓冲电容C1、C2组成;Cs1和Cs2为MOS管的结电容。

小弟是菜鸟,最近也在搞正激,但是老是炸保险,烧管子。。。以前没怎么搞过开关电源,不知道问题出在哪里?想请教一下——
主变换如下图:
 小弟有如下问题:
1. 一开始试机时,接上缓冲电路,炸了保险,烧了功率管(但没有炸),不知道是缓冲电路参数不对,还是变压器设计有问题?
2. R5, C3的数值能不能计算个参考值呢?如果能怎么计算,还有这两个元件是不是起整形和吸收用的呢?

谢谢!

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zhanghuawei
LV.9
30
2012-09-06 08:55
@lgxixi
深夜顶帖,楼主继续讲解啊
老梁你把工作原理整到一个回复上啊。这么多条,好乱。辛苦下,回复到一起啊。我再好好学习下
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老梁头
LV.10
31
2012-09-06 09:15
@zhanghuawei
老梁你把工作原理整到一个回复上啊。这么多条,好乱。辛苦下,回复到一起啊[图片]。我再好好学习下[图片]
你这不是没活给俺找活干吗
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