新式倍流整流器电路

时间: 2024-10-17 06:02:39 |   作者: CAN接口

  倍流整流器的电路拓扑结构如图1和图2所示，它们的构成元件是相同的，仅仅其间二极管和电感元件的方位不相同，但两个电路的功用是等效的。倍流整流器适用于推挽及桥式功率改换器变压器（图1和图2中T所示）副边侧的高频整流。在图1中，变压器的副边绕组发生对称的高频正负方波电压。当副边绕组的上端电压为正时，副边电流经过L1、C和R、D2再回到副边绕组；当副边绕组的下端电压为正时，副边电流经过L2、C和R、D1再回到副边绕组。倍流整流器依照这一进程，将高频沟通方波电压整流为直流输出电压。图2电路的作业原理与图1相同。与全波整流比较，倍流整流器的高频变压器的副边绕组仅需一个单一绕组，不必中心抽头。与桥式整流比较，倍流整流器运用的二极管数量少一半。所以说，倍流整流器是结合全波整流和桥式整流两者长处的新式整流器。当然，倍流整流器要多运用一个输出小滤波电感。但此电感的作业频率及运送电流均比全波整流器的要小一半，因而可做得较小，别的双电感也更合适于散布式功率耗散的要求。

  摘要：介绍了一种新式的整流器电路，并提出了几种改换拓扑结构和这种整流器的优缺点。最终经过PSPICE仿真软件进行了仿真验证。

  近年来，随开关电源技能的发展，一种新式的合适于推挽及桥式功率改换器的倍流整流器（Current-Doubler Rectifier）副边整流拓扑电路结构锋芒毕露，引起人们的留意，并在电流形式操控移相型谐振零电压软开关电源中得到运用。本文对此新式整流拓扑电路结构可以进行较为深化的研讨，并给出了PSPICE仿真验证波形及一些有运用价值的电路接线倍流整流器的拓扑的长处

  （1）高频变压器的副边仅需单一绕组，不需求变压器中心抽头，而且变压器仅需运送近似一半的输出电流，使得变压器结构更简略。比较较而言，桥式整流尽管也是选用单一副边绕组，但运用的二极管数量多一倍；全波整流尽管二极管用得少，但副边绕组需求中心抽头，制做杂乱。

  （2）在开关死区时，副边侧输出（电感）电流基本上不经过高频变压器的副边绕组续流。而且不或许影响原边功能，包含影响占空比的改动。

  （2）在图4的波形中要确保L1及L2中的电流一直为正值，一定要满意如下条件：

  因为倍流整流器的滤波电感的作业频率为全波整流滤波电感的一半，等于开关电源的变压器作业频率；而且滤波电感驻运送一半的直流输出电流。倍流整流器的滤波电感可以比全波整流器的电感做得更小。

  b.共阳二极管接法特别合适于VDMOS的同步整流。将两个二极管替换为VDMOS，而它们正好是共源极衔接，很合适用在高频主变压器上的辅佐带中心抽头绕组来同步驱动，如图5所示。

  c.有或许经过三点式（耦合）电感方法引进前置小电感，按捺二极管较大的反向恢复电流，如图6所示。

  （3）在副边侧，存在一个不经过输出负载的无效整流电感回路。因而倍流整流器存在一个正常作业条件（见上文）的要求。

  5 PSPICE仿线所示为共阳极二极管接法的拓扑电路（图1）仿线所示分别为正常与不正常条件下的仿线分别来发生正负方向的电压脉冲，其幅值为6V，占空比为80%，用压控开关S1和S2来替代二极管D1和D2，它们分别受U2和U1的操控，负载为一纯电感R1。在不考虑实践二极管的反向恢复特性的状况下该电路与图1所示电路是彻底等效的，图8，9所示的仿真波形与实践比较仅仅少了在电压骤变时的二极管反向恢复尖峰，因而该电路的仿真成果有较大的参考价值。

  参照图3中的符号，倍流整流器的具体作业波形见图4。在图4中，可以留意到如下几点：

  （2）滤波电感均匀运送电流仅为输出负载电流的一半，输出负载电流由两个电感一起分管，每个滤波电感的作业频率等于高频变压器频。

  （3）当一个电感在高频变压器副边的电压驱动下经过副边运送一半负载电流时，另一个电感也运送着相对于输出负载电流相同方向的另一半续流电流，且此续流电流下经过副边绕组。因为此续流电流仅为输出负载电流的一半，当副边电压再次改动极性时，此续流二极管的反向恢复尖峰电流较小。两个二极管上的续流电流在死区期间是均衡散布的。

  综上所述，倍流整流器是一种较之传统的全波和全桥整流器功能更优越的整流电路计划，它在实践运用中有广泛的远景，尤其是在电流操控工匠中大功率运用的状况下。但它又有着本身的特性，因而，运用时需留意如下几点：

  （1）一定要满意参数条件，而且要加以电流形式操控以确保两个电感中的电流均衡；

  （2）实践电路的变压器规划与全桥和全波整流的状况不相同，它的原副边变比有必要减小，并留有满足的裕量，因而并不能与后两者交换。

  与图8和图9相对应的电感和电容参数见表1（频率f=200kHz），图8(b)为将电流扩大后的波形。由图可以精确的看出，当正常作业时，每个电感所流过的均匀电流为负载均匀电流的一半（在职图8中电感的均匀电流为1.2A，负载均匀电流为2.4A），而且安们两者之和铡好等于负载电流。

  输出电压跟输出电流是彻底一致的，只需将电流乘以电阻值即可。因为一电感电流上升的一起另一电感电流值却是减小，所以电感上的电流动摇较全波整流的状况大了许多，当电感参数值相同（对照于全波整流的状况）时其电压降会很大，这一点会大大影响变压器的规划（有必要减小原副边变比并留有满足的余量）。而当不满意参数条件时（见图9），电感电流呈现了负值，即呈现了两电感电流贯穿的状况，而且电流值很大（阻抗小），所以不能供给彻底的负载电流，输出电压极为不稳定。