Проектирование выходных каскадов

November 13, 2011 by admin Комментировать »

Выходной каскад выпрямляет и фильтрует высокочастотные импульсные сигналы переменного тока, создаваемые ключами. В топологиях без изолирующего трансформатора (понижающие, повышающие, инвертирующие преобразователи) выпрямление и фильтрация таких сигналов выполняется непосредственно. В топологиях с изолирующим трансформатором между выходным каскадом и ключом находится трансформатор. Конструкция выходного каскада, возможно, оказывает самое большое влияние на КПД источника питания, чем любой другой каскад, поскольку основные потери внутри источника происходят именно в выходном каскаде.

Существует два базовых типа выходных каскадов: используемые в прямоходо- вых преобразователях и используемые в повышающих преобразователях. Различие между ними заключается в наличии индуктора выходного фильтра между выпрямителем и конденсатором выходного фильтра в прямоходовом выходном каскаде. Типичные схемы выходных каскадов показаны на рис. 3.28.

Рис. 3.28. Выходные каскады для прямоходовых и повышающих преобразователей: а — однополупериодный прямоходовый; б— прямоходовый со средней точкой; в — двухполупериодный мостовой прямоходовый; г — повышающий

В топологиях импульсных источников питания без изолирующего трансформатора выходной выпрямитель подсоединен напрямую к ключу, и выходной каскад работает в однополупериодном режиме. В топологиях с изолирующим трансформатором выходной каскад может работать либо в однополупериодном режиме (один транзистор; см. рис. 3.28, а), либо в двухполупериодном режиме (пушпульная, полумостовая и полномостовая схемы). Вторичные обмотки в двухполупериодных топологиях могут иметь среднюю точку (см. рис. 3.28, б) или быть без средней точки (см. рис. 3.28, в), если используется мост двухполупериодного выпрямителя. В повышающих топологиях может присутствовать только однополупериодный выход (см. рис. 3.28, г).

Прежде всего, разработчик должен выбрать тип технологии выпрямления, которая бы лучше всего подходила для его приложения. Выбор заключается в том, следует ли использовать пассивное выпрямление, когда применяются полупроводниковые выпрямители, или синхронное выпрямление, когда параллельно с меньшим пассивным выпрямителем размещаются мощные полевые МОП-транзисторы. Синхронные выпрямители обычно используются в портативных изделий, работающих от аккумулятора, где дополнительный КПД (обычно добавляется от 2 до 8%) важен для продления времени жизни аккумулятора, либо в приложениях, для большую роль играет тепловыделение. В современных импульсных источниках питания пассивные выпрямители могут рассеивать от 40 до 60% общих потерь внутри источника питания. Синхронные выпрямители "грешат" только потерями на электропроводность, которые можно снизить вплоть до 90%.

Трем не менее, их использование ограничивается только прямоходовыми выходами с непрерывным режимом работы, где электрический ток может быть гарантирован только в одном направлении. Разработчику следует тщательно рассмотреть возможность повышения КПД в сравнении с дополнительной стоимостью схемы драйвера для конечного приложения.

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