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自激推挽式直流變換器穩(wěn)壓控制方式

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摘要:本文介紹了一種新型的自激推挽式直流變換器的穩(wěn)壓控制方式。傳統(tǒng)的串聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓可應(yīng)用于自激推挽式直流變換器,稱之為電源電壓調(diào)整型。但傳統(tǒng)的串聯(lián)調(diào)整最大的弊端就是調(diào)整管的功耗大,效率不高。本文介紹了一種改進(jìn)型的穩(wěn)壓控制方式,可稱之為振蕩調(diào)整型。通過改變調(diào)整管與自激推挽振蕩電路的連接點(diǎn),來改變推挽振蕩電路的工作狀態(tài),以達(dá)到降低功耗、提高效率的目的。并通過與傳統(tǒng)的串聯(lián)調(diào)整方式進(jìn)行對比,給出了改進(jìn)型調(diào)整方式的原理,比較了兩種調(diào)整方式下,自激推挽電路振蕩的波形,通過實(shí)測數(shù)據(jù)對比了兩種調(diào)整方式下的效率,最后分析了兩種調(diào)整方式下效率不同的原因。 

關(guān)鍵詞:高壓電源模塊  直流變換器穩(wěn)壓  自激推挽振蕩  串聯(lián)調(diào)整  1 概述  在pmt用電源模塊領(lǐng)域中,電源模塊的輸出電壓較高,但輸出電流很小,總的輸出功率不大。但pmt對輸出高壓的穩(wěn)定性及紋波噪聲的要求很高,尤其是測量微弱光信號時,再加上串聯(lián)調(diào)整控制方式設(shè)計(jì)簡單,而且在低功率場合比開關(guān)電源的成本要低,所以在pmt應(yīng)用領(lǐng)域,串聯(lián)調(diào)整的控制方式相對開關(guān)電源來說有很大的優(yōu)勢。但串聯(lián)調(diào)整方式下,調(diào)整管的功耗較大,電源模塊效率僅有35%,且輸出功率較大時調(diào)整管需要散熱,這導(dǎo)致電源模塊體積不能做小。  針對以上問題,我們在串聯(lián)調(diào)整的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn),通過改變調(diào)整管與自激推挽變換器的連接方式,來達(dá)到降低功耗,提高效率的目的。改進(jìn)后的電路,調(diào)整管的功耗有了很大的降低,效率可達(dá)70%左右。  2 原理介紹  圖1是串聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓方式下,實(shí)現(xiàn)高壓模塊的原理框圖。  原理為:輸入端輸入直流低壓,經(jīng)調(diào)整管輸入到振蕩電路,逆變升壓,然后通過整流電路形成直流高壓。在高壓輸出端,通過采樣電阻將輸出信號的變化量,反饋到運(yùn)算放大器,運(yùn)算放大器將反饋信號與基準(zhǔn)電壓比較、放大后去控制調(diào)整管,以達(dá)到穩(wěn)壓的目的。此圖中沒有給出調(diào)整管與振蕩電路的具體連接方法,根據(jù)調(diào)整管與振蕩電路的連接方式不同,可分為電源電壓調(diào)整和振蕩調(diào)整兩種。  2.1 電源電壓調(diào)整型  電源電壓調(diào)整型原理見圖2,由圖中可見,調(diào)整管與振蕩電路串聯(lián),且調(diào)整管充當(dāng)振蕩電路的供電電源,所以輸出的功率全部由調(diào)整管提供,這里調(diào)整管起主要的功率放大作用,而振蕩電路中兩三極管工作在開關(guān)狀態(tài),起能量的轉(zhuǎn)換作用,所以此種連接方式下,調(diào)整管功耗很大,電源模塊整體效率不高。  2.2 振蕩調(diào)整型  振蕩調(diào)整型原理見圖3,由圖中可見,調(diào)整管發(fā)射極通過電阻連接到振蕩三極管的基極,調(diào)整管與振蕩電路的供電,直接由低壓電源來提供,調(diào)整管只供給振蕩三極管基極所需的電流,對振蕩電路起控制作用,而兩個振蕩三極管工作在放大狀態(tài),起放大作用。因此調(diào)整管功耗大大降低,整體效率得到了提高。  3 兩種連接方式下振蕩波形比較  3.1 電源電壓調(diào)整型振蕩波形  電源電壓調(diào)整型振蕩波形見圖4,因?yàn)閮烧袷幦龢O管工作在開關(guān)狀態(tài),所以兩管輪流交替導(dǎo)通,振蕩幅度取決于輸入電壓,輸出功率與調(diào)整管基極電流和放大能力有關(guān)。  3.2 振蕩調(diào)整型振蕩波形  振蕩調(diào)整型振蕩波形見圖5,從波形上來看,兩振蕩三極管工作在放大狀態(tài),兩管交替工作,輸出電壓幅度和功率與兩振蕩三極管的放大能力有關(guān)。  4 實(shí)測數(shù)據(jù)對比  采用兩種控制方式分別做成電源模塊,其參數(shù)對比如下,見表1。  由表1可見,當(dāng)輸出功率一定時,采用振蕩調(diào)整型電路的效率比采用電源電壓調(diào)整型電路的效率,至少高出一倍。  5 結(jié)論  從上面的分析可以看出兩種電路的實(shí)質(zhì)為,電源電壓調(diào)整型實(shí)際上是調(diào)整管進(jìn)行功率放大,屬單管功率放大,所以其效率較低;而改進(jìn)的振蕩調(diào)整型電路為兩振蕩三極管進(jìn)行功率放大,屬雙管推挽功率放大,所以其效率比單管高了一倍。  參考文獻(xiàn):  [1]清華大學(xué)工程物理系,射線儀器電子學(xué),原子能出版社.  [2][日]大冢巖,直流穩(wěn)定電源,科學(xué)出版社.  作者簡介:李洪剛(1981-)男,河北廊坊人,本科,研究方向:高壓電源模塊的設(shè)計(jì)開發(fā)。
發(fā)布:2007-07-30 10:28    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關(guān)閉]
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