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  • 雙驅(qū)動推挽DC-DC變換器方案分享之設(shè)計(jì)原理解析
    • 發(fā)布時(shí)間:2020-07-06 18:20:49
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    雙驅(qū)動推挽DC-DC變換器方案分享之設(shè)計(jì)原理解析
    在工業(yè)控制以及汽車驅(qū)動等領(lǐng)域中,為了使電路系統(tǒng)具有更高的轉(zhuǎn)換效率,工程師們往往需要選擇恰當(dāng)?shù)腄C-DC變換器來進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。此前我們也曾經(jīng)為各位工程師們分享過幾種雙向型的DC-DC變換器設(shè)計(jì)方案,并獲得了良好的反響。在今明兩天的方案分享中,我們將會為大家分享一種雙驅(qū)動推挽DC-DC變換器設(shè)計(jì)方案,今天我們將會著重就其設(shè)計(jì)原理進(jìn)行簡要分析。
    主電路設(shè)計(jì)原理
    在本方案中,我們所設(shè)計(jì)的這種450W雙驅(qū)動推挽式DC-DC變換器是一種直流變換開關(guān)電源,其輸入電壓為直流27V,電源輸出分別為直流±20V10A和5V10A三種不同的類型。其中電源的輸入與輸出隔離,且輸出電源的±20V和5V不共地。這樣的設(shè)計(jì)能夠有效防止共地帶來的干擾,因此這也就使得這一DC-DC變換器在工作應(yīng)用過程中具有輸出穩(wěn)壓精度高和紋波小等優(yōu)點(diǎn)。
    在這一雙驅(qū)動推挽式DC-DC變換器的主電路設(shè)計(jì)中,我們選擇采用雙驅(qū)動推挽結(jié)構(gòu)。在輸入電壓較低時(shí),推挽電路比半橋或全橋電路優(yōu)越,因?yàn)槿魏螘r(shí)候最多只有一個(gè)開關(guān)管工作,在輸出功率相同時(shí),開關(guān)損耗較小。低壓雙驅(qū)動推挽變換器電路原理圖如圖1所示。
    DC-DC變換器
    圖1 雙驅(qū)動推挽式DC-DC變換器電路原理圖
    在圖1所示的雙驅(qū)動推挽式DC-DC變換器電路原理圖中,我們可以看到,由于驅(qū)動電路控制,使得兩個(gè)功率場效應(yīng)管T1、T2交替導(dǎo)通,且二者之間有一個(gè)死區(qū)時(shí)間,即兩個(gè)場效應(yīng)管都關(guān)斷的階段,在此期間電感L1保持電流續(xù)流回路。對于電流連續(xù)方式,輸出電壓由下式?jīng)Q定:
    DC-DC變換器
    在該公式中,參數(shù)VS是輸入電壓,參數(shù)ton是T1或T2的導(dǎo)通時(shí)間,參數(shù)toff是其關(guān)斷時(shí)間,參數(shù)NS和NP分別是變壓器付方和原方匝數(shù)。
    脈寬調(diào)制電路設(shè)計(jì)及仿真
    在這一雙驅(qū)動推挽式DC-DC變換器方案設(shè)計(jì)中,我們所設(shè)計(jì)的PWM脈寬調(diào)制器采用SG1525作為脈寬控制器,非常適合于驅(qū)動功率場效應(yīng)管。校正補(bǔ)償環(huán)節(jié)采用PI調(diào)節(jié)器,輸出濾波電路采用π型濾波。PI校正補(bǔ)償電路如圖2所示,其傳遞函數(shù)可以計(jì)算為:
    DC-DC變換器
    在上式計(jì)算的基礎(chǔ)上,我們使用MATLAB6.5軟件對5V10A的電源進(jìn)行仿真,其仿真原理圖如圖3所示,輸出電壓波形曲線如圖4所示。
    DC-DC變換器
    圖2 PI校正補(bǔ)償電路
    DC-DC變換器
    圖3 電路原理仿真
    DC-DC變換器
    圖4 輸出電壓波形仿真
    可以看到,在使用MATLAB6.5軟件對這一雙驅(qū)動推挽式DC-DC變換器主電路進(jìn)行仿真后,仿真結(jié)果與公式計(jì)算結(jié)果是基本吻合的。我們將會繼續(xù)就這一DC-DC變換器的驅(qū)動電路設(shè)計(jì)情況和測試結(jié)果,進(jìn)行簡要分析,歡迎大家繼續(xù)跟進(jìn)。
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