用戶名: 密碼: 免費注冊      
 
首頁 新聞資訊 產品中心 在線企業 商業合作 電源教研室 人才 會展 品牌專賣 論壇 《電源技術應用》
 
 
講座 | 技術文章 | 應用案例 | 資料下載 | 交流培訓 | 有獎征文 | 電源技術應用 | 圖書    
  您的位置:中國電源網首頁 >> 電源教研室 >> 一種新型Buck變換器預偏置開機電路

一種新型Buck變換器預偏置開機電路

來源: 編者:丁夢亭,陳永勝,程木田 發布時間:2014-02-13

摘要:隨著電子技術、計算機技術和信息技術的飛速發展,使得電路的工作電壓越來越低、電流越來越大,傳統的二極管整流電路已無法滿足開關電源高效率及小體積的需要。同步整流技術因為能提高工作效率而得到廣泛應用,這也導致預偏置問題日益突出,本文提出了一種簡單和可靠性高的解決Buck變換器輸出有預偏置電壓的啟動問題的電路。
關鍵詞:同步整流,預偏置,Buck變換器
Abstract:
Keyword:

 自從70年代,開關電源的研究、開發和生產開始興起以來,現在開關電源已在各種形式的電氣產品中得到廣泛的使用,并正以驚人的速度發展。其中直流變換DC-DC電源模塊作為電源系統的主要部件,具有使用靈活、替代方便、便于擴展、開發周期短等特點,很適合現代電子產品的主要需求:其應用也越來越廣泛,主要配套于通信產品、計算機產品、家用電子產品和其他行業的電源變換產品中[1]

    1.背景技術

    在直流-直流變換器領域,普遍采用同步整流技術,但是采用同步整流技術的直流-直流變換器中的能量能夠雙向流動,比如Buck變換器,當輸出電壓大于輸入電壓與占空比的乘積時,電流將會由輸出端流向輸入端,如果把Buck變換器的輸入端看作輸出端,而把輸出端看作輸入端,此時,Buck變換器實際上是一個Boost變換器[2]

    電流反向流動的現象普遍存在于采用同步整流技術的各類變換器拓撲中,在實際應用時可能造成問題,尤其是變換器在預偏置的情況開機時,即在變換器輸出端已經存在一定電壓的情況下開機時,反向電流可能會非常大,因為在大部分變換器中為了獲得平滑啟動的效果,會設置軟啟動電路,使變換器開機后變換器內驅動電壓的占空比逐漸增大,所以在變換器剛開機時驅動電壓的占空比很小,此時就會產生反向電流,在驅動電壓的占空比增大到足以使輸入電壓和輸出電壓達到平衡之前,反向電流會不斷增大,反向電流太大可能造成變換器的

器件應力過大而導致失效,此外,也會造成輸出電壓跌落過大而導致負載電路不能保持正常運行

所以研究DC-DC變換器預偏置開機問題是很必要的,特別是現在開關電源有預偏置電壓的情況

 

 

很多。解決預偏置問題能使負載電路處在穩定工作的狀態,而且能避免器件損壞[3]

   2.典型Buck變換器有預偏置情況[4]

    2.1 Buck電路

    Buck電路是DC-DC電源模塊中的基本電路,也是導致DC-DC變換器預偏置開機出現反向電流太大的原因。   

    圖1示出了一種典型Buck的變換器的電路示意圖,該變換器主要包括:開關管Q1、續流開關管Q2、電感L、軟啟動電容Css和控制電101。

    控制電路的第一輸出端輸出驅動脈沖以驅動續流開關管Q2,第二輸出端輸出驅動脈沖以驅動開關管Q1,控制電路控制開關管Q1和續流開關管Q2以互補形式交替導通。

    控制電路配置有軟啟動電容Css,Buck變換器開機后控制電路對軟啟動電容Css逐漸充電控制開關管Q1的驅動脈沖占空比逐漸增大,使得Buck變換器在預偏置條件下啟動時,可能在開關管Q1中產生很大的反向電流。

圖1 一種典型BUCK變換器的電路示意圖

    2.2 工作原理

    圖2所示的是Buck變換器預偏置開機時對應的主要工作波形示意圖。Vgs1對應的電壓波形為開關管Q1的柵源驅動電壓,Vgs2對應的電壓波形為續流開關管Q2的柵源驅動電壓,IL對應的波形為電感L內的電感電流。

 

 

圖2 Buck變換器預偏置開機時對應的主要工作波形示意圖

    具體的,假設Buck變換器啟動前電感L中的電流IL為零,由于控制電路配置有軟啟動電容Css,Buck變換器將以很小的占空比開始啟動,即開關管Q1的驅動脈沖的占空比很小。

    如圖2所示,Vgs1為高電平期間,開關管Q1導通,在開關管Q1導通期間,電感電流IL逐漸上升,由于Vgs1的占空比很小,開關管Q1導通時間很短,電感電流IL只能上升到一個較小的值。

    在開關管Q1關斷時,Vgs2由低電平變為高電平,續流開關管Q2開始導通,此時,受到輸出端預偏置電壓Vo的作用,電感L中儲存的能量經過續流開關管Q2釋放,使得電感電流IL下降,由于電感電流IL的值較小,很快降至零,在電感電流降為零后,由Vgs2的波形可知,續流開關管Q2繼續保持導通,因此,電感電流IL變為負值,即電流反向,并反向增大。到Vgs1的一個周期結束時,電感電流IL不能回到周期開始時的值,而是反向有所增大,這是由于Vgs1的占空比很小,第一電感L在一個開關周期內承受的正向伏秒積小于反向伏秒積。

    如果Vgs1的占空比不能迅速增大使得正向伏秒積和反向伏秒積達到平衡,那么電感電流IL就會反向越來越大,如圖2中所示的電感電流IL的波形所示,而反向的電感電流IL過大就可能造成器件應力過大而損壞。

......



鄭重聲明:本文僅代表作者個人觀點,與中國電源網站無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本站證實,對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾,請讀者僅作參考,并請自行核實相關內容。

  熱門點擊文獻
  · SPD在電源系統中的應...
· 變頻器開關電源維修實例
· 實用開關電源技術(連載...
· SPD在監控系統中的應...
· 逆變電源應用案例
· 實用開關電源技術(連載...
· SPD在通信基站中的應...
· 我國變頻調速技術的發展...
· 起重變頻調速系統中制動...
· 第1講認識諧波
· SPD在計算機網絡中的...
· 第4講線圈
· 第2講自感、互感和變壓...
· 第5講變頻器的維護與故...
· 蓄電池是通信電源技術維...

 
本站介紹 | 免費注冊 | 廣告服務 | 在線投稿 | 友情鏈接 | 聯系我們 | 舊版入口 | 歷史文獻
版權所有 中國電源網 © 2010-2011 china-power.net 建議在ie5.5以上1024×768分辨率中瀏覽
業務洽談:029-88153821 傳真:029-88314333 e-mail: [email protected]
 在線咨詢:業務部 點擊這里給我發消息  
網安備案編號: xa10643s 經營許可證編號:icp陜 050232