高功率密度、高功率以及小型集成化已成为当今模块电源技术发展的驱动力。那么,双管正激电路正是完成这些要求的有用电路之一,该电路广泛运用在中、高功率的电源规划中。本文从双管正激电路的作业原理到实践运用的长处都给予详细解说,一起又介绍了运用于双管正激电路的PWM操控器——MAX5051的功用和详细试验成果。
双管正激变换器的原理图与波形如图1所示。双管正激变换器的作业能够分为三个进程:能量搬运阶段、变压器磁复位阶段和死区阶段。在能量搬运阶段,原边的两个开关都导通,能量从输入端向输出端搬运。在变压器磁复位阶段,原边的两个二极管都导通,使变压器绕组接受反相输入电压,然后完成变压器磁复位。当变压器彻底复位后,变换器作业在死区阶段,即原边无电流、副边续流。在复位进程中,双管正激开关MOSFET被箝位在输入电压。MOSFET上的电压应力小于单管正激,至少低一倍。这样咱们可选取具有低导通电阻Rdson的低电压MOSFET,以取得低损耗。
图1 双管正激变换器原理图与波形
双管正激电路运转十分安稳,遭到规划人员的广泛重视,并给予了较高点评。因为原边的两个开关不是运用图腾柱结构,它们一起导通,这就处理了击穿问题。关于半桥和全桥变换器来说,原边开关运用图腾柱结构,一旦因为电磁噪音或电磁辐射引起两个开关一起导通,电路将遭到破坏性的中止。这个问题关于受高能量辐射影响的电源来说至关重要,而双管正激电路能够防止这个问题。根据MAX5051的参阅规划
MAX5051是一款钳位式、双开关电源操控器%&&&&&%。这款操控芯片可运用于正激或反激结构,输入电压规模是11V至76V。它针对各种或许的毛病供给全面的维护机制,完成高度牢靠的电源。当与副边同步整流器合作作业时,电源功率很简单到达92% (+3.3V输出电源,作业于48V总线);集成的高侧和低侧栅极驱动器可为两个外部N沟道MOSFET,供给峰值在2A以上的栅极驱动电流;低发动电流下降了发动电阻上的功率损耗,带有前馈操控的电压形式操控计划可供给优异的线路按捺,一起又防止了传统的电流形式操控计划的缺点。
MAX5051电源操控器能够在主侧或副侧并联作业,必要时可用来规划冗余电源体系。当主侧并联作业时,经过专用引脚可一起唤醒或关断一切并联单元,以防止在发动或毛病状况下发生电流失衡。MAX5051经过发生一路超前信号用于驱动副边同步MOSFET,以防止副边同步整流管和续流管的一起导通。使用特有的主侧同步输入/输出引脚,可使两个主侧电路相差180°作业,添加输出功率并下降输入纹波电流。
Maxim电源部制作了一款根据MAX5051的阻隔电源模块,咱们将该电源模块与市场上盛行的电流形式同步整流推挽电源模块(这儿咱们称其为非定制模块)进行了比较,从所测验的功率曲线(图2)能够看出,根据MAX5051的模块功率显着提高。轻载时,比方1A输出负载,MAX5051模块电源的功率大于62%,而非定制模块的功率则小于58%。在输出功率为半载时(7.5A),MAX5051模块功率为92%,非定制模块功率是88%。满功率负载时,MAX5051模块电源的功率仍比非定制模块功率高出4%。从功率曲线比照,能够得出双管正激电路能够更好的满意模块电源高功率的要求。
图2 正常输出电压下功率与负载电流的联系曲线(包含最小、正常和最大输入电压状况,25°C)别的,MAX5051操控器选用了带有输入前馈的电压操控形式,能够在一个周期内战胜输入电源的扰动,作业原理与电流形式操控电路相同。带有前馈的电压形式供给了一些电流形式所不具有的显着长处:
1、无最小负载要求;
2、洁净的调整斜率和更高的幅值提高了安稳性;
3、光耦安稳的作业电流使环路带宽最大;
4、可猜测的环路动态简化了操控环路的规划;
5、从动态呼应的图形比照中能够看到,无论是输出过冲,仍是恢复时间,MAX5051模块都具有显着的优势。
图3动态呼应比照图
总结
明显,从电路剖析和详细试验中能够看出,选用MAX5051的双管正激电路可满意现代模块电源的要求,并经过带有前馈电压形式操控,防止传统电流形式计划的缺点,供给优秀的线路按捺。