Квазирезонансный преобразователь с переключением при нулевом напряжении

November 27, 2011 by admin Комментировать »

Второй тип квазирезонансных преобразователей — это семейство с переключением при нулевом напряжении (ПНН). Схема и формы сигналов квазирезонансного понижающего преобразователя с ПНН представлены на рис. 4.11.

Рис. 4.11. Схема и формы сигналов квазирезонансного понижающего преобразователя с ПНН

Здесь ключ остается замкнутым большую часть времени и производит резонансные периоды выключения для снижения выходной мощности. Фактически, семейство преобразователей с ПНН — это зеркальное отражение семейства преобразователей с ПНТ. Если сравнить формы сигналов напряжения и тока для ключа обоих семейств и инвертировать оба эти сигнала, то обнаружится их поразительное сходство.

Временные сегменты семейства преобразователей с ПНН зеркально противоположны аналогичным сегментам семейства преобразователей с ПНТ. Коммутирующий диод проводит ток в течение резонансного периода выключения. Между такими резонансными периодами выключения, ключ замкнут, а протекающий через него ток — это уже знакомый пилообразный сигнал прямоходового преобразователя с ШИМ с наклоном (Fin – Voat)/Loat. Этот период также является временем статического состояния колебательного контура. В течение этого времени резонансный индуктор насыщен и эффективно короткозамкнут. На контакты резонансного конденсатора подано напряжение Vin.

Период резонанса инициируется размыканием ключа. Напряжение на резонансном конденсаторе не может измениться мгновенно, поэтому напряжение на контактах ключа остается равным Fsat, пока не прекратится ток. Затем начинает падать напряжение на резонансном конденсаторе. К этому моменту ток через резонансный индуктор уже достиг нулевого значения. Ограничивающий диод начинает пропускать ток в нагрузку, когда сила тока через резонансный индуктор падает ниже значения тока нагрузки. Резонансный индуктор выходит из состояния насыщения, и прямосмещенный ограничивающий диод шунтирует конец резонансного индуктора, расположенный со стороны фильтра, на землю, что позволяет резонировать колебательному контуру. Конец резонансного индуктора, расположенный со стороны ключа (напряжение на резонансном конденсаторе) "звонит" с полусинусоидальной формой волны. Затем напряжение на резонансном конденсаторе " звонит обратно" поверх входного напряжения, и через встречно-параллельный диод ключа протекает ток. Опять таки, в продолжение периода "обратного звона" ключ может снова замкнуться, после чего ограничивающий диод переходит в состояние проводимости, и переключатель отводит импеданс резонансного индуктора на землю. Таким образом, наклон волны тока оказывается равным -rVm / Lr. Когда сила этого тока превышает силу тока нагрузки, проводимого ограничивающим диодом, этот диод запирается. Затем резонансный индуктор может войти в состояние насыщения, и наклон пилообразного сигнала тока опять принимает наклон +(Vm – Fout) / Lout. На этом рабочие периоды квазирезонансного понижающего преобразователя с ПНН заканчиваются.

Метод управления квазирезонансным преобразователем с ПНН обратен методу управления квазирезонансным преобразователем с ПНТ. При малых нагрузках частота управления высока, и, таким образом, выполняется множество выключений. При больших нагрузках количество выключений уменьшается. Таким образом, соотношение для схемы управления выглядит следующим образом:

Опять таки, для минимизации напряжения пульсации и потерь переключений для микросхемы контроллера должны быть определены верхняя и нижняя пределы частот.

Из двух рассмотренных методов квазирезонансных технологий топология более популярна топология с ПНН. В основном, это обусловлено двумя причинами: во- первых, типичное соотношение изменения частоты на входе и нагрузки составляет 4:1 в противоположность 10:1 для топологий с ПНТ; во-вторых, она проявляет лучшие рабочие характеристики при больших нагрузках. Кроме того, в топологии с ПНН легче справиться с некоторыми причиняющими хлопоты паразитными элементами внутри схемы.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты