推挽式變換器工作原理,推挽電路-KIA MOS管

推挽式變換器工作原理

推挽變換器是一種高效電力電子轉(zhuǎn)換器，通過兩個開關(guān)管（如MOSFET或IGBT）交替導通和關(guān)斷，將直流輸入電壓轉(zhuǎn)換為高頻交流，再經(jīng)變壓器耦合和整流濾波輸出穩(wěn)定直流，核心在于互補工作模式實現(xiàn)高功率傳輸和低損耗。

基本結(jié)構(gòu)：

1.開關(guān)管對：兩個參數(shù)相同的功率管（如Q1和Q2），由PWM信號控制交替導通。

2.高頻變壓器：帶中心抽頭的初級繞組（Np1/Np2）和次級繞組（Ns1/Ns2），磁芯工作在磁滯回線兩側(cè)，利用率達單端電路兩倍。

3.整流濾波電路：次級繞組輸出經(jīng)橋式或全波整流，再通過LC濾波（電感L和電容C)平滑波形。

工作過程：

模態(tài)1：開關(guān)管Q1導通，電流經(jīng)變壓器上繞組正向傳輸能量至負載，Q2承受2倍輸入電壓。

模態(tài)2：Q1關(guān)斷，變壓器漏感能量通過箝位電容釋放，避免電壓尖峰。

模態(tài)3：Q2導通，電流經(jīng)下繞組反向傳輸能量，Q1承受2倍輸入電壓。

模態(tài)4：雙管關(guān)斷，輸出濾波電感維持負載供電。

半橋推挽式轉(zhuǎn)換器

兩個NPN 晶體管將啟用推挽功能。兩個晶體管 Q1 和 Q2 不能同時導通。當 Q1 開啟時，Q2 將保持關(guān)閉狀態(tài)，當 Q1 關(guān)閉時，Q2 將開啟。它會按順序發(fā)生，并將繼續(xù)循環(huán)。

隔離的推挽式轉(zhuǎn)換器

上圖是 Q1 開啟，Q2 關(guān)閉的狀態(tài)。因此，電流將流過變壓器的中心抽頭，并通過晶體管 Q1 接地，而 Q2 將阻止變壓器另一個抽頭上的電流流動。當 Q2 打開而 Q1 保持關(guān)閉時，情況正好相反。每當電流發(fā)生變化時，變壓器就會將能量從初級側(cè)傳輸?shù)酱渭墏?cè)。

起初，電路中沒有電壓或電流。Q1 開啟，當電路現(xiàn)在閉合時，一個恒定電壓首先沖擊到抽頭。電流開始增加，然后電壓被感應(yīng)到次級側(cè)。

在下一階段，經(jīng)過一段時間延遲后，晶體管 Q1 關(guān)閉，Q2 開啟。這里有一些重要的工作 -變壓器寄生電容電感形成一個 LC 電路，該電路開始以相反的極性切換。電荷開始通過變壓器的另一個抽頭繞組以相反的方向流回。以這種方式，這兩個晶體管以交替模式不斷推動電流。

但是，由于牽引是由 LC 電路和變壓器的中心抽頭完成的，因此稱為推挽拓撲。通常以這樣一種方式描述，即兩個晶體管交替推動電流，命名為常規(guī)推挽式，其中晶體管不拉動電流。

推挽式Boost DC/DC變換電路

推挽式Boost DC /DC 變換器的拓撲結(jié)構(gòu)，如圖所示，前面一級升壓電路可以看作是一個Boost 升壓電路，通過調(diào)整開關(guān)管S1的占空比來調(diào)節(jié)變壓器原邊輸入電壓； 后面一級升壓電路是一個推挽式變換電路，也可以看作是由兩個正激式變換器組合來實現(xiàn)的，該變換器是由一個具有中心抽頭的變壓器和兩只開關(guān)管S2、S3構(gòu)成的。這兩個正激式變換器在工作過程中相位相反，在一個完整的周期中交替把能量傳遞給負載，所以稱為推挽式變換。

功率開關(guān)管S1、S2、S3的發(fā)射極直接連接在電源負極，因此該變換器的驅(qū)動電路繼承了一般推挽式變換電路的優(yōu)點： 基極驅(qū)動十分方便、簡單，不需要進行電氣隔離就可以直接驅(qū)動。該拓撲結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊、驅(qū)動電路簡單以及升壓效果明顯等優(yōu)點。

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