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纯净的硅(初级)

单端反激电源绕组匝数问题

 
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如图,一个单端反激电源

输入Vin为36V,三路副边的输出分别一路+12V,两路+20V

【1】查看变压器各绕组的匝数时发现,+12V那路和+20V的两路绕组比例都是3:5,这个符合电压比

但是原边的绕组和两路+20V的绕组匝数比例居然是1:1,1:1的变比怎么能降压?

【2】原边侧既然已经有R1和C1当做Q1的吸收电路了,为什么还要加上R2、R3、C2这一块电路?

微信图片_20201014094259.jpg


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变压器绕组两端电压比等于匝数比,在任何瞬间都成立。

但是反激变换器,初级开关管导通期间次级整流二极管并不导通,而是初级开关管关断时次级二极管才导通。你不能要求初级绕组在开关管导通期间两端电压和开关管关断期间两端电压一样,也不能要求次级绕组两端电压在开关管导通期间和关断期间都一样。


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要想弄清楚为何变压器初级直流供电电压(36V)和次级整流输出直流电压(20V)与匝数不与匝数成正比,需要弄清楚反激变换器整个工作过程。


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正好本周 “开关电源学习兴趣小组” 讨论反激开关电源。你可以去看看。

不过,最好还是先从 “开关电源学习兴趣小组” 第一次活动看起。没有足够的基础知识,反激开关电源相当难以弄清楚。

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好,知道了  详情 回复 发表于 2020-10-14 12:05

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“原边侧既然已经有R1和C1当做Q1的吸收电路了,为什么还要加上R2、R3、C2这一块电路?”

通常不这么联接吸收回路(仅使用电阻电容),而是使用RCD吸收(电阻、电容、二极管)。图中的联接方式,功率损耗较大。

点评

先回复6楼您的问题,MOS管Q1下面串接的小电阻R4,确实是检测MOS管的电流,检测电路没有画出而已。 再说5楼的的问题 【3】既然R1和C1并没有构成吸收回路,那么R1和C1做何作用? 【4】另外R2、R3、C2组成的电  详情 回复 发表于 2020-10-14 12:17

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一楼图中功率MOS管源极串联了一个小电阻。如果不是为了实时测量MOS管电流,此电阻是有害的,白白耗散功率。


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最后,一楼图中标注+15V和-5V,估计是对稳压管下端来说的。这种分压方式有其使用条件,并非任何情况下都能够保证+15V和-5V输出。


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maychang 发表于 2020-10-14 11:02 正好本周 “开关电源学习兴趣小组” 讨论反激开关电源。你可以去看看。 不过,最好还是先从 & ...

好,知道了


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maychang 发表于 2020-10-14 11:05 “原边侧既然已经有R1和C1当做Q1的吸收电路了,为什么还要加上R2、R3、C2这一块电路?” 通常 ...

先回复6楼您的问题,MOS管Q1下面串接的小电阻R4,确实是检测MOS管的电流,检测电路没有画出而已。

再说5楼的的问题

【3】既然R1和C1并没有构成吸收回路,那么R1和C1做何作用?

【4】另外R2、R3、C2组成的电路也没看明白其作用。

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“另外R2、R3、C2组成的电路也没看明白其作用” R2R3C2作用和R1C1相同。 为理解这一点,你需要知道:对交流而言,Vin和地线等电位,或者说Vin和地线就是同一点。 所以,R2R3C2和R1C1两组RC电路对  详情 回复 发表于 2020-10-14 12:44
R1C1不是没有组成吸收回路,而是这样的电路无论是功率开关管导通还是关断它都在吸收。我们并不希望它在开关管导通瞬间吸收什么,而是要求它在开关管关断瞬间吸收掉变压器漏感因电流突变而产生的感应电压。所以通常使  详情 回复 发表于 2020-10-14 12:41

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shaorc 发表于 2020-10-14 12:17 先回复6楼您的问题,MOS管Q1下面串接的小电阻R4,确实是检测MOS管的电流,检测电路没有画出而已。 再 ...

R1C1不是没有组成吸收回路,而是这样的电路无论是功率开关管导通还是关断它都在吸收。我们并不希望它在开关管导通瞬间吸收什么,而是要求它在开关管关断瞬间吸收掉变压器漏感因电流突变而产生的感应电压。所以通常使用带二极管的RCD电路,就是因为二极管可以控制RC仅在功率开关管导通瞬间不起作用,只有功率开关管关断瞬间起作用。


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shaorc 发表于 2020-10-14 12:17 先回复6楼您的问题,MOS管Q1下面串接的小电阻R4,确实是检测MOS管的电流,检测电路没有画出而已。 再 ...

“另外R2、R3、C2组成的电路也没看明白其作用”

R2R3C2作用和R1C1相同。

为理解这一点,你需要知道:对交流而言,Vin和地线等电位,或者说Vin和地线就是同一点

所以,R2R3C2和R1C1两组RC电路对交流而言,是并联关系。

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[5]既然我们不希望在开通期间吸收电路吸收什么东西,而R1和C1组成的吸收电路,无论在功率管开通还是关断时都是起到吸收作用,所以可以认为R1和C1组成的吸收电路就是单纯的比传统的RCD吸收电路减少了一个二极管?  详情 回复 发表于 7 天前

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maychang 发表于 2020-10-14 12:44 “另外R2、R3、C2组成的电路也没看明白其作用” R2R3C2作用和R1C1相同。 为理解这一点, ...

[5]既然我们不希望在开通期间吸收电路吸收什么东西,而R1和C1组成的吸收电路,无论在功率管开通还是关断时都是起到吸收作用,所以可以认为R1和C1组成的吸收电路就是单纯的比传统的RCD吸收电路减少了一个二极管? [6]在首贴图中,功率管在斩波产生交流信号时,直流输入vin此时对地短路,两组吸收电路R2R3C2和R1C1处于并联状态,等效之后,还是相当于只有一组RC吸收电路在漏源之间,那为什么有的单端反激电源原边的mos管只有漏极和输入之间有吸收电路,而漏源之间没有吸收电路呢?

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确实有些反激开关电源在变压器初级两端和功率开关管漏极源极之间都接RCD,甚至控制芯片的官方典型电路都是这样介绍的。至于为什么用两组RCD吸收电路,我不知道。 [attachimg]505715[/attachimg]  详情 回复 发表于 7 天前
[6]在首贴图中,功率管在斩波产生交流信号时,直流输入vin此时对地短路,两组吸收电路R2R3C2和R1C1处于并联状态,等效之后,还是相当于只有一组RC吸收电路在漏源之间,那为什么有的单端反激电源原边的mos管只有漏极  详情 回复 发表于 7 天前
[5]既然我们不希望在开通期间吸收电路吸收什么东西,而R1和C1组成的吸收电路,无论在功率管开通还是关断时都是起到吸收作用,所以可以认为R1和C1组成的吸收电路就是单纯的比传统的RCD吸收电路减少了一个二极管?  详情 回复 发表于 7 天前

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shaorc 发表于 2020-10-15 14:34 [5]既然我们不希望在开通期间吸收电路吸收什么东西,而R1和C1组成的吸收电路,无论在功率管开通还是关断 ...

[5]既然我们不希望在开通期间吸收电路吸收什么东西,而R1和C1组成的吸收电路,无论在功率管开通还是关断时都是起到吸收作用,所以可以认为R1和C1组成的吸收电路就是单纯的比传统的RCD吸收电路减少了一个二极管?

 

是的。从电路上看,就是少了一个二极管。


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shaorc 发表于 2020-10-15 14:34 [5]既然我们不希望在开通期间吸收电路吸收什么东西,而R1和C1组成的吸收电路,无论在功率管开通还是关断 ...

[6]在首贴图中,功率管在斩波产生交流信号时,直流输入vin此时对地短路,两组吸收电路R2R3C2和R1C1处于并联状态,等效之后,还是相当于只有一组RC吸收电路在漏源之间,那为什么有的单端反激电源原边的mos管只有漏极和输入之间有吸收电路,而漏源之间没有吸收电路呢?

 

不错,R2R3C2和R1C1处于并联状态,相当于一组RC接在变压器原边两端,说是一组RC接在漏极和源极之间也可以。

通常单端反激只在变压器初级两端之间接RCD吸收电路。这种接法比RCD吸收电路接在漏极与源极之间电容承受的电压要小。RCD电路接在漏极和源极之间,电容要承受直流电源电压,而RCD电路接在变压器初级两端电容并不承受直流电源电压。至于为什么有的反激开关电源两处都接RCD,我也不知道,只能问电路原设计者。

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谢谢指导  详情 回复 发表于 7 天前

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shaorc 发表于 2020-10-15 14:34 [5]既然我们不希望在开通期间吸收电路吸收什么东西,而R1和C1组成的吸收电路,无论在功率管开通还是关断 ...

确实有些反激开关电源在变压器初级两端和功率开关管漏极源极之间都接RCD,甚至控制芯片的官方典型电路都是这样介绍的。至于为什么用两组RCD吸收电路,我不知道。

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五彩晶圆(中级)

与变压器并联的,用于吸收漏感能量;与主开关并联的,用于抑制开关关断时的dv/dt。

《开关电源》,国防工业出版社1990年出版,作者:杨新洲 叶慧贞 我1996年8块钱买到第5次出版的,当时这样的一本书需要好几斤猪肉钱,现在只值1斤猪肉。有本事的人写书要被饿死

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谢谢指导  详情 回复 发表于 7 天前
"与变压器并联的,用于吸收漏感能量;与主开关并联的,用于抑制开关关断时的dv/dt。" 我觉得二者是一回事。  详情 回复 发表于 7 天前
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PowerAnts 发表于 2020-10-15 18:12 与变压器并联的,用于吸收漏感能量;与主开关并联的,用于抑制开关关断时的dv/dt。 《开关电源》,国防 ...

"与变压器并联的,用于吸收漏感能量;与主开关并联的,用于抑制开关关断时的dv/dt。"

我觉得二者是一回事。

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1,先说说主开关两端并的RCD,其RC时间常数一般设在1-2uS,主开关导通期间,三四个时间常数将C上的电压放到几伏,开关关闭后,C与变压器原则谐振,电压正弦上升,可改善EMI; 2,与变压器并联的RCD,D导通的条件  详情 回复 发表于 7 天前

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maychang 发表于 2020-10-15 14:57 [6]在首贴图中,功率管在斩波产生交流信号时,直流输入vin此时对地短路,两组吸收电路R2R3C2和R1C1处于并 ...

谢谢指导


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PowerAnts 发表于 2020-10-15 18:12 与变压器并联的,用于吸收漏感能量;与主开关并联的,用于抑制开关关断时的dv/dt。 《开关电源》,国防 ...

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本帖最后由 PowerAnts 于 2020-10-15 22:48 编辑
maychang 发表于 2020-10-15 20:23 "与变压器并联的,用于吸收漏感能量;与主开关并联的,用于抑制开关关断时的dv/dt。" 我觉得二者 ...

1,先说说主开关两端并的RCD,其RC时间常数一般设在1-2uS,主开关导通期间,三四个时间常数将C上的电压放到几伏,开关关闭后,漏极电压上升变缓,可改善EMI;

2,与变压器并联的RCD,D导通的条件是漏极电位高于VIN+VOR, 主开关关闭过程中,因Coss太小,漏极电位上升过快,会有EMI风险;

以上是上世纪的技术,用MOSFET还要在G极串电阻限制开关管的动作速度。

 

进入00年的技术走向,是将R改成L 并提供向VIN馈能的回路,形成LCD“无损”吸收,主开关关断后,C与变压器原则谐振,电压正弦上升,EMI好不少。

若磁路设计成DCM,可全程实现零电流开通,零电压关断。如此完全可以减小MOSFET门极的电阻,加快开关管转换速度,让开关管电流还较小的条件下就完全导通(准零电流开启),让DS电压还未上升多少就完全关闭(准零电压关断),基本消除开关损耗,现代MOSFET的Ronds已经很小,导通损耗很小。现在能效标准越来越高,门道太多了

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但15楼图中工频整流滤波输出端仅仅是一个250uF电解电容。 考虑到理想电容不存在,而且此处的电解电容通常是铝电解电容,系阳极箔和阴极箔夹吸收了电解质的纸卷绕而成,具有比较大的等效电阻和电感。如下图红色框  详情 回复 发表于 4 天前
先不说LCD无损吸收等等技术,还是讨论15楼官方典型应用电原理图为什么在变压器初级两端和功率开关管两端都使用RCD吸收。 如果为反激开关电源供电的直流电源是理想的电压源,那么电源正端和地端交流等电位。15楼图  详情 回复 发表于 4 天前
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