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【防偏磁】半橋隔直電容計(jì)算方法!

發(fā)布時(shí)間:2018-07-13 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】工程師都知道實(shí)際的開關(guān)電源半橋拓?fù)涠加幸粋€(gè)隔直電容,其實(shí)在原理拓?fù)渲惺菦]有這個(gè)電容的。這個(gè)電容的存在一定是有它的道理的,該如何理解,又該如何計(jì)算它的容量?
 
【防偏磁】半橋隔直電容計(jì)算方法!
圖1
 
半橋基本工作原理
 
首先忽略小容量阻斷電容Cb,則Np下端可近似地看作連接到C1和C2的連接點(diǎn)。若C1、C2的容量基本相等,則連接處的電壓近似為整流輸出電壓的一半,約為168V。通常的做法是在C1、C2的兩端各并接等值放電電阻來均衡兩者的電壓。圖1中的開關(guān)Q1和Q2輪流導(dǎo)通半個(gè)周期。Q1導(dǎo)通Q2關(guān)斷時(shí),Np的同名端(有點(diǎn)端)電壓為+168V,Q2承受電壓為336V;同理,Q2導(dǎo)通Q1關(guān)斷時(shí),Q1承受電壓為336V,此時(shí)Np同名端電壓為-168V。
 
Cb的作用
 
從原理上講Cb是可以不要的,但原理終歸是原理是純理想化的東西,但我們是工程師我們要設(shè)計(jì)產(chǎn)品一定要聯(lián)系實(shí)際。原理成立的前提是C1和C2上的電壓是完全相等的,但在實(shí)際的半橋電源中一定不會(huì)相等,為什么呢?比如C1和C2兩個(gè)電容雖然選的是同一型號(hào)同一容量但總會(huì)存在誤差,從而使C1、C2兩端的電壓不相等。我們假設(shè)C1兩端的電壓170V,C2兩端的電壓為166V,半橋拓?fù)渖瞎芟鹿艿膶?dǎo)通時(shí)間是相同的,根據(jù)伏秒平衡一個(gè)周期下來就會(huì)4V×D是多出來的復(fù)不了位打破了平衡(多出來的這4V也可以理解成直流分量),經(jīng)過多個(gè)周期后磁芯就飽和了。
 
我們?cè)賮矸治鲆幌?,還是C1為170V,C2為166V,如果有Cb的存在上管導(dǎo)通時(shí),正向加在繞組兩端的電壓就會(huì)被Cb分掉一些(左負(fù)右正)不會(huì)達(dá)到170V,下管導(dǎo)通時(shí),由于Cb上存在左負(fù)右正的少量電壓,Cb的這個(gè)電壓會(huì)疊加在C2的166V之上,一起加在繞組兩端(方向跟上面的相反)繞組上的電壓就會(huì)超過166V,從而調(diào)整了磁通不平衡,使系統(tǒng)收斂。
 
注意一下,電路系統(tǒng)中存在著其他很多不確定的因素,Cb電容不一定是左正右負(fù),也有可能右正左負(fù),無論是正向充電還是反向充電Cb電容都在不斷的在做著維護(hù)平衡的工作。
 
上面的分析只有一個(gè)大概的思路,有很多地方不嚴(yán)謹(jǐn)還請(qǐng)諒解,有興趣的朋友可以自己更進(jìn)一步的精確分析。
 
隔直電容Cb是如何計(jì)算的?
 
【防偏磁】半橋隔直電容計(jì)算方法!
圖2
 
設(shè)允許的下降量為dV,產(chǎn)生該壓降的等效平頂脈沖電流為Ipft,而流通該電流的時(shí)間為0.8T/2(假設(shè)),所需的阻斷電容值可用下式得到
 
【防偏磁】半橋隔直電容計(jì)算方法!
 
Ipft的計(jì)算很簡(jiǎn)單
 
設(shè)效率為80%,則
 
電源輸入電壓最低時(shí),輸入功率等于初級(jí)電壓最小值與對(duì)應(yīng)的初級(jí)電流平均的乘積。即 1.25Po=(Vdc/2)(Ipft)(0.8T/T)
 
【防偏磁】半橋隔直電容計(jì)算方法!
 
其中Vdc(下方加一橫)為最低輸入直流電壓。
 
實(shí)際舉例計(jì)算隔直電容Cb的容量
 
一個(gè)功率為150W的半橋開關(guān)電源,額定直流輸入電壓為320V,頻率為100kHz,設(shè)有15%的網(wǎng)壓波動(dòng),最小輸入電壓為272V,則初級(jí)電壓應(yīng)為±272/2= ±136V。
 
初級(jí)平頂脈沖電壓的允許下降量約為10%,即約為14V,又已知功率為150W,Vdc=272V,Ipft=3.13×150/272=1.73A,
 
由公式
 
【防偏磁】半橋隔直電容計(jì)算方法!
 
可得
 
【防偏磁】半橋隔直電容計(jì)算方法!
 
另外值得注意的是,Cb電容一定要選擇無極性電容。
 
 
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