周若林 趙應(yīng)春

摘 要：單端反激電路的結(jié)構(gòu)形式多樣，在其運行過程中具有穩(wěn)定可靠、安全性高的特點，這使得其在一遍電源中具有廣泛的應(yīng)用，本文就主要對逆變電源中各種單端反激電路的結(jié)構(gòu)形式及其應(yīng)用進行簡單分析。

關(guān)鍵詞：單端反激電路；逆變電源；回饋技術(shù)

中圖分類號：TM46 文獻標識碼：A

逆變電源通常是由兩級組成，其中前級的DC/DC電路的主要功能是將電池的電壓轉(zhuǎn)換成350V左右的直流電壓，后級DC/AC電路的主要功能是將350V的直流電壓轉(zhuǎn)換為220V的交流電壓，在這些逆變電源中，前級電路通常所供電壓比較低，但是輸入的電流比較大，這會導致功率管導通壓降高，損耗比較大，導致電源的效率比較低，其電路形式多種多樣，其中的單端反激電路具有效率高、控制方便、電路簡單的優(yōu)點，本文就主要對其中的單端反激電路予以簡單分析。

一、逆變電源中的常規(guī)單端反激電路的結(jié)構(gòu)

相對于其他形式的單端反激電路，常規(guī)形式的單端反激電路的導通壓降比較高，損耗比較大，這會導致其可靠性與效率降低，并且該電路還具有一個明顯的缺陷就是：當功率管VT截止時，變壓器初級的反峰能量容易被R1、C1及VD1所組成的吸收電路所消耗掉，并且在輸出功能相同的情況其損耗是比較大的，該單端反激電路的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

二、逆變電源中的多管并聯(lián)的單端反激電路結(jié)構(gòu)

多管并聯(lián)的單端反激電路最主要的特點是其主功率電路應(yīng)用了四只功率管并聯(lián)，這使得在每個功率管上通過的電流僅為應(yīng)用單管時的1/4，那么這會直接將功率管的導通壓降下降至單管應(yīng)用時的1/4，這能夠有效的減少功率管上的消耗，使得功率管的效率明顯提升，其結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

三、逆變電源中的應(yīng)用能量回饋技術(shù)的單端反激電路結(jié)構(gòu)

應(yīng)用能量回饋技術(shù)的單端反激電路主要由電感L1、電容C2、二極管VD1、二極管VD2共同組成了變壓器的初級反峰吸收電路，這會導致輸入電容C1上反饋大部分的反峰能量，對于減少能量損耗，提升電路工作效率具有非常重要的作用，其電路結(jié)構(gòu)圖如圖3所示，波形圖如圖4所示。

對該電路的工作原理進行簡單分析：（1）t0～t1階段的工作原理表現(xiàn)為：當處于t0時刻時，功率管截止，功率管輸出電容C0、電容C2、漏感Lk、初級電感L開始諧振，這能夠促使C2上的電壓值快速的達到U0（N1/N2），之后次級二極管會導通，并會將初級電壓鉗位到U0（N1/N2），并且初級電感L會退出諧振，直到t1時刻Ik的值變?yōu)?，并且C0與C2上的電壓值會達到最大，也就是說開關(guān)管電壓US會達到最大值（UIN+Uc2MAX）；（2）t1～t2階段，功率管輸出電容C0、電容C2、漏感Lk會繼續(xù)諧振，并且電感L1會參與到諧振當中，這時C0與C2會回饋給輸入電容C1一定的能量，并且會為L1補充相應(yīng)的能量，一直到t2時刻諧振停止，這時C2電壓值又會下降至U0（N1/N2）；（3）t2～t3階段，當t2時刻到來時， 電感L1會向輸入電容C1中回饋能量，這時C2上的電壓值會被鉗位在U0（N1/N2），開關(guān)管C0上的電壓值為UIN+U0（N1/N2），并且二者的值在t3時刻到來之前，不會出現(xiàn)變化，直到L1中的能量釋放完畢；（4）t3～t4階段，在該階段中， 由于開關(guān)管是完全截止的，因此C0與C2上的電壓會繼續(xù)保持不變；（5）t4～t5階段，功率管在處于t4時刻時，已經(jīng)導通，這時電壓US會開始下降，C0會通過開關(guān)管開始放電，并且能夠在短時間內(nèi)放電完畢，這時L1與C2會開始諧振，也就說把C2中的能量轉(zhuǎn)移到L1中，當處于t5時刻時，L1中的電流會達到最大值，這時功率管完全導通；（6）t5～t6階段，處于t5時刻時，L1主要是通過VD1與VD2為輸入電容C1回饋能量，并會給C2充電，使其值達到-UIN；（7）t6～t7階段，在該階段中，功率管繼續(xù)處于完全導通的狀態(tài)。

上述過程中就是應(yīng)用能量回饋技術(shù)單端反激電路的一個完整的工作周期，從其工作過程中可以看出，變壓器漏感中的能量大部分會被回饋至輸入電容C1中，這會直接提升電源效率，具有良好的應(yīng)用價值。

四、多路輸出單端反激電源

單端反激式變換器的電路通常是由輸入整流濾波電路、輸出整流濾波電路、功率變換電路等組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。

從圖5中可以看出，PWM控制電路與單端反激式變換電路是其主要的兩個組成部分，在開展該開關(guān)電源的設(shè)計過程中，最主要的目的是為了能夠?qū)⑤斎氲慕涣麟娊?jīng)過整流濾波之后的直流電壓轉(zhuǎn)換成為5V及±15V的三路輸出，以便于其能夠很好的實現(xiàn)對負載的供電，在實施控制的過程中，其控制思路主要表現(xiàn)為：將電流反饋部分加入到電壓反饋的大閉環(huán)中，以便于其能夠參與到動態(tài)調(diào)節(jié)中，從而形成有效的雙環(huán)控制，在實際應(yīng)用中，其具體的操作步驟為：對電壓信號與電流信號進行采集之后，應(yīng)用PWM控制器來對開關(guān)管的通斷實施控制，然后對變換器中的峰值電流實施調(diào)節(jié)，以便于有效的改善輸出電流，使其能夠很好的滿足設(shè)計要求。

在該系統(tǒng)中應(yīng)用 了電壓電流雙閉環(huán)控制，當整個電路正常工作時，UC2844的供電是通過反饋繞組來實現(xiàn)，并且會將反饋電壓通過分壓電阻之后送入到UC2844中，在將其與基準電壓實施比較之后，再通過誤差放大器進行放大處理，將輸出信號與電流反饋環(huán)的反饋信號進行比較之后，再對占空比進行調(diào)節(jié)，這能夠有效的保持輸出電壓的穩(wěn)定，在實際的應(yīng)用中，應(yīng)用這種控制方式，能夠有效的解決負載電流變化率較高的問題，這不僅有利于提升系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性，同時還能夠有效的提升系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度，具有良好的應(yīng)用效果。

結(jié)語

在實際的應(yīng)用中，電池供電或者是發(fā)電機供電的低壓輸入逆變電源，大多應(yīng)用的是單端反激多管并聯(lián)及能量回饋技術(shù)實現(xiàn)的前級DC/DC 該種形式的前級與其他形式的前級相比具有可靠性高、效率高、控制方便、電路結(jié)構(gòu)簡單等諸多的優(yōu)點，這使得其在實際應(yīng)用中具有良好的應(yīng)用性能，本文就主要對逆變電源中各種不同形式的單端反饋電路的結(jié)構(gòu)形式進行了簡單分析，對于實際的逆變電源的設(shè)計具有一定的參考價值。

參考文獻

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