在深入讨论反激、正激、推挽电路的自偏置同步整流技术之前,我们需要先了解这三种电路的基本工作原理及其应用场景。 反激变换器(Flyback Converter)是一种非常基本的DC/DC转换器,其核心在于变压器的隔离作用以及一次侧和二次侧的开关时间。在反激变换器中,输入电压在变压器的一次侧通过一个开关管(通常是MOSFET或晶体管)向变压器储存能量,当开关管关闭后,变压器的一次侧储存的能量会传递至二次侧,并通过一个整流二极管转换为负载所需的电压和电流。反激变换器的优点在于其简单性、低成本和较高效率,常用于小功率隔离电源。 正激变换器(Forward Converter)与反激变换器类似,同样采用隔离变压器,但其工作方式略有不同。正激变换器的二次侧在一次侧开关管导通时即开始工作,通过一次侧的开关动作直接将能量传递到二次侧。正激变换器的特点是工作效率较高,但其控制相对复杂,通常用于中等功率的隔离电源。 推挽变换器(Push-Pull Converter)使用两个具有相同特性但在相位上相反的开关管对变压器一次侧进行开关动作。这种配置能够利用变压器的上下两侧产生交替的磁通,从而在二次侧产生连续的输出。推挽变换器通常用于中高功率的隔离电源,具有较高的效率和功率密度。 在这三种电路中,同步整流(Synchronous Rectification)技术是一种替代传统整流二极管的技术,它使用同步工作的开关管(通常是低导通电阻的MOSFET)来减小整流过程中的电压降,从而提高变换器的整体效率。同步整流技术的应用尤其在低压大电流输出中效果显著,因为此时整流二极管上的压降会造成较大功率损失。 自偏置同步整流电路是指同步整流器的驱动无需外部偏置电源,而是通过整流器本身或者变换器的某些电路特征求得偏置电压。自偏置技术简化了同步整流器的设计,降低了成本和复杂性。 然而,正如描述中提到的,在正常输入电压值附近工作时,自偏置同步整流的效果是十分明显的。但当输入电压升高至高端时,电路效率会下降,并且可能会损坏MOSFET。这是因为在高输入电压下,MOSFET承受的电压应力增大,特别是在开启和关闭时。因此,虽然自偏置同步整流电路在低压输出场合下十分有效,但在设计时还需充分考虑如何在高输入电压下保护MOSFET,以确保电路的稳定性和可靠性。 在实际应用中,自偏置同步整流电路的适用条件通常受限于输出电压。给出的条件是输出电压小于5V时才适用。这可能是因为在较低的输出电压下,MOSFET可以以较低的导通电阻工作,从而降低导通损耗。而当输出电压较高时,为了保持同步整流器的工作效率和减少损耗,可能需要额外的电路设计或控制策略,以确保MOSFET的安全和效率。 在设计自偏置同步整流电路时,需要综合考虑输出功率要求、MOSFET的特性参数(如导通电阻、耐压等)、变压器的设计以及整体电路的热设计。此外,电路设计时还需充分考虑电磁兼容(EMC)和电磁干扰(EMI)问题,确保电路在不同工作条件下均能稳定可靠地运行。
2025-12-23 08:22:33 17KB 同步整流电路
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内容概要:本文深入探讨了同步整流PSFB移相全桥变换器的工作原理和技术特点。该变换器通过电压电流双闭环控制实现了ZVS软开关和低导通损耗,显著提高了设备的效率和稳定性。文章详细介绍了变换器的结构特点、同步整流的应用、移相控制的作用以及电压电流双闭环控制的应用,并结合MATLAB/Simulink仿真结果展示了其在不同负载条件下的性能表现。此外,还提供了示例代码片段,帮助读者更好地理解和实现该技术。 适合人群:电力电子领域的研究人员、工程师和技术爱好者,尤其是对全桥变换器及其控制策略感兴趣的读者。 使用场景及目标:适用于需要高效能电力转换系统的设计和研究,特别是在电动汽车、工业自动化、太阳能发电和风力发电等领域。目标是提升电力系统的效率和可靠性,减少能耗并延长设备寿命。 其他说明:文章不仅涵盖了理论分析,还包括实际仿真案例和代码示例,有助于读者全面掌握同步整流PSFB移相全桥变换器的设计和应用。
2025-12-20 23:48:47 595KB
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内容概要:本文详细介绍了利用MATLAB进行四相交错并联同步整流Buck变换器的设计与仿真,旨在实现从12V直流输入转换为1V/100A低压大电流输出的同时确保单相电流均衡。文中首先计算了关键参数如电感值,并选择了合适的磁元件,接着构建了MATLAB仿真模型,实现了四路PWM信号的相位差设置以及PI控制器用于均流控制。最终,仿真结果显示输出电压纹波仅为3mVpp,稳态效率达到98.7%,瞬态响应良好。 适合人群:从事电力电子设计的研究人员和技术工程师,尤其是对低压大电流电源设计感兴趣的从业者。 使用场景及目标:适用于需要将较高电压转换成稳定低压大电流输出的应用场合,如服务器电源供应系统等。目标在于提高电源转换效率,减少输出波动,确保多相电流均匀分配。 其他说明:虽然仿真结果非常理想,但在实际硬件设计过程中需要注意PCB布局带来的寄生效应影响,避免因走线不对称等因素导致性能下降。
2025-12-11 16:10:58 1.09MB
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四相交错并联同步整流Buck变换器PLECS仿真模型:低压大电流输入12VDC,实现均流输出的动态表现与特性探究。,四相交错并联同步整流Buck变换器PLECS仿真模型:低压大电流输入12VDC,实现单相电流均流输出与性能分析,四相交错并联同步整流Buck变器 PLECS仿真 低压大电流 输入:12VDC 输出:1V 100A 单相电流25A实现均流输出 仿真模型 ,四相交错并联同步整流Buck变换器; PLECS仿真; 低压大电流; 12VDC输入; 1V输出; 100A输出; 均流输出。,基于四相交错并联同步整流技术的Buck变换器:PLECS仿真模型与均流输出分析
2025-11-24 13:57:11 4.24MB
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内容概要:本文详细介绍了使用Plecs进行2.5kW PSFB(Phase Shift Full Bridge)全桥移相电源的仿真研究,输入电压为375V,输出电压为48V。主要内容涵盖原边移相控制和副边同步整流的协同工作,确保实现零电压开关(ZVS)以降低损耗并提高效率。文章深入探讨了驱动时序、参数调校、波形分析以及常见问题的解决方案,如轻载时的ZVS失效、电流反向导通等问题。此外,还提供了具体的代码片段用于实现关键功能,如死区时间控制、同步整流逻辑判断等。 适合人群:从事电力电子设计的技术人员,尤其是熟悉全桥移相电源和同步整流技术的研发工程师。 使用场景及目标:适用于希望深入了解PSFB全桥移相电源的工作原理及其仿真优化的人群。目标是掌握如何通过合理的参数设置和驱动时序控制来实现高效的ZVS和同步整流,从而提高电源转换效率。 其他说明:文中提到的仿真工具主要是Plecs和Matlab,强调了理论与实践相结合的重要性,并提供了一些实用的调试技巧和经验分享。
2025-09-08 10:00:34 968KB
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一款200W高效能开关电源的设计方案,采用了PFC(功率因数校正)、LLC谐振变换器和同步整流技术。该电源支持12V和24V双电压输出,具有高达94%的效率和超过0.98的功率因数。文中不仅提供了详细的电路参数、PCB布局、变压器电感参数和BOM清单,还展示了PFC、LLC和同步整流的关键控制代码及其工作原理。此外,该设计方案在紧凑的空间内实现了高性能,适用于多种应用场景。 适合人群:电力电子工程师、硬件设计师、从事电源设计的技术人员。 使用场景及目标:①用于工业设备、消费电子产品和其他需要高效电源供应的场合;②帮助工程师理解和实现高效率、高功率因数的开关电源设计。 其他说明:该方案不仅提供了理论和技术细节,还包括实用的工程数据,如PCB布局和元件清单,便于实际生产和应用。
2025-09-06 22:24:03 459KB
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开关拓扑电源电路是电力电子领域中的重要组成部分,它们在各种设备和系统中起到电压转换、功率调节和能源管理的作用。这些拓扑结构各有特点,适用于不同的应用需求。以下是关于标题和描述中提及的几个主要开关电源拓扑的详细解释: 1. **半桥同步整流**:半桥拓扑由两个开关管组成,它们交替导通以控制电流流向。同步整流是指使用低内阻的MOSFET代替二极管作为整流元件,以降低损耗,提高效率。 2. **正激变换器**:在正激拓扑中,变压器初级侧的开关器件(如IGBT或MOSFET)和负载之间没有隔离。这种设计允许直接耦合,但需要复杂的控制来防止磁饱和。 3. **反激变换器**:与正激相反,反激变换器在开关器件关闭时储存能量,并在开关打开时通过变压器传递到次级侧。它提供了隔离,适合小功率应用。 4. **LLC谐振变换器**:结合了升压和降压特性,LLC拓扑利用谐振电路实现零电压开关,从而减少开关损耗,提高效率。它适用于宽输入电压范围和高功率密度的应用。 5. **不对称半桥**:在这种拓扑中,两个开关管的开关频率或占空比不同,可以实现特定的电压和电流波形,以满足特殊需求。 6. **对称半桥**:对称半桥拓扑中,两个开关管的开关频率和占空比相同,用于保持电流的平衡,常见于逆变器和马达驱动。 7. **全桥变换器**:四个开关管组成全桥结构,能够改变电流流向,提供更大的设计灵活性,适用于高电压、大功率应用。 8. **推挽变换器**:两个开关管并联工作,交替导通,可以实现双向电流流动,适用于需要双向电压转换的场合。 9. **输入/输出滤波器经典EMI电路**:为了抑制电磁干扰(EMI),在电源电路的输入和输出端通常会加入滤波器。这些滤波器包括LC滤波器、π型滤波器等,用于减少高频噪声,确保系统符合EMI标准。 正确布线对于电源电路的性能至关重要,这涉及到信号完整性和电磁兼容性(EMC)。良好的布线实践可以减少电磁辐射,防止干扰,提高电源的稳定性和可靠性。具体方法包括: - 电源线和地线应尽可能粗,减少电阻和感抗。 - 高速信号线应远离模拟信号线和电源线,以减少耦合。 - 使用屏蔽电缆减少对外部噪声的敏感性。 - 布局时,将噪声源和敏感元件分开,并考虑信号流向,避免环路面积过大。 - 使用适当的去耦电容,减少电源纹波。 以上内容详细介绍了开关电源电路的各种拓扑结构以及输入输出滤波器的设计和布线方法,这些都是理解和设计高效、稳定电源系统的基础。
2025-07-17 13:18:51 38.91MB 半桥同步整流
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同步整流buck变换器simulink模型,双闭环控制,PWM控制,效果很好。
2024-10-10 19:22:40 39KB matlab/simulink
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同步整流电路特点: 在稳态时,电感电流上升和下降的变化量是相等的,但上下管导通时间不同,两管的电流有效值也不同,导通时间越长,电流有效值大,管子发热也大。 根据上图计算上下管的电流有效值: Irmsup/Irmsdn=sqrt( D/(1-D)) Vcore=Vin*D=>D=Vcore/Vin=1.6/12=0.133 代入上式:Irmsup/Irmsdn=sqrt(0.133/(1-0.133))=0.4 Irmsdn=2.5Irmsup 所以下管必须用电流容量更大的管或双管并联。
2023-04-06 15:11:26 716KB BUCK
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在大电流输出的情况下,制造中点抽头变压器工艺复杂造价高。而采用图1所示的倍流(Current Doubler)同步整流电路,可以不用中点抽头变压器,并且采用两个滤波电感,制造容易造价低。   图1 控制信号的时序   图2 倍流同步整流电路   倍流整流电路,可以用于半桥式或全桥式等转换器,它的工作原理是:当变压器同名端为正时, SR1导通,SR2关断,电感L1通过变压器和SR1储能,并向负载提供电能,电感L2通过SR2向负载释放电能;反之,当变压器的同名端为负时,SR2导通,SR1关断,电感场通过变压器和SR2储能,并向负载提供电能,电感Ly通过SR2向负载释放电能。   可
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