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【防偏磁】半桥隔直电容计算方法!

大乐透开奖 www.fncg5.cn 发布时间:2018-07-13 责任编辑:wenwei

【导读】工程师都知道实际的开关电源半桥拓扑都有一个隔直电容,其实在原理拓扑中是没有这个电容的。这个电容的存在一定是有它的道理的,该如何理解,又该如何计算它的容量?
 
【防偏磁】半桥隔直电容计算方法!
图1
 
半桥基本工作原理
 
首先忽略小容量阻断电容Cb,则Np下端可近似地看作连接到C1和C2的连接点。若C1、C2的容量基本相等,则连接处的电压近似为整流输出电压的一半,约为168V。通常的做法是在C1、C2的两端各并接等值放电电阻来均衡两者的电压。图1中的开关Q1和Q2轮流导通半个周期。Q1导通Q2关断时,Np的同名端(有点端)电压为+168V,Q2承受电压为336V;同理,Q2导通Q1关断时,Q1承受电压为336V,此时Np同名端电压为-168V。
 
Cb的作用
 
从原理上讲Cb是可以不要的,但原理终归是原理是纯理想化的东西,但我们是工程师我们要设计产品一定要联系实际。原理成立的前提是C1和C2上的电压是完全相等的,但在实际的半桥电源中一定不会相等,为什么呢?比如C1和C2两个电容虽然选的是同一型号同一容量但总会存在误差,从而使C1、C2两端的电压不相等。我们假设C1两端的电压170V,C2两端的电压为166V,半桥拓扑上管下管的导通时间是相同的,根据伏秒平衡一个周期下来就会4V×D是多出来的复不了位打破了平衡(多出来的这4V也可以理解成直流分量),经过多个周期后磁芯就饱和了。
 
我们再来分析一下,还是C1为170V,C2为166V,如果有Cb的存在上管导通时,正向加在绕组两端的电压就会被Cb分掉一些(左负右正)不会达到170V,下管导通时,由于Cb上存在左负右正的少量电压,Cb的这个电压会叠加在C2的166V之上,一起加在绕组两端(方向跟上面的相反)绕组上的电压就会超过166V,从而调整了磁通不平衡,使系统收敛。
 
注意一下,电路系统中存在着其他很多不确定的因素,Cb电容不一定是左正右负,也有可能右正左负,无论是正向充电还是反向充电Cb电容都在不断的在做着维护平衡的工作。
 
上面的分析只有一个大概的思路,有很多地方不严谨还请谅解,有兴趣的朋友可以自己更进一步的精确分析。
 
隔直电容Cb是如何计算的?
 
【防偏磁】半桥隔直电容计算方法!
图2
 
设允许的下降量为dV,产生该压降的等效平顶脉冲电流为Ipft,而流通该电流的时间为0.8T/2(假设),所需的阻断电容值可用下式得到
 
【防偏磁】半桥隔直电容计算方法!
 
Ipft的计算很简单
 
设效率为80%,则
 
电源输入电压最低时,输入功率等于初级电压最小值与对应的初级电流平均的乘积。即 1.25Po=(Vdc/2)(Ipft)(0.8T/T)
 
【防偏磁】半桥隔直电容计算方法!
 
其中Vdc(下方加一横)为最低输入直流电压。
 
实际举例计算隔直电容Cb的容量
 
一个功率为150W的半桥开关电源,额定直流输入电压为320V,频率为100kHz,设有15%的网压波动,最小输入电压为272V,则初级电压应为±272/2= ±136V。
 
初级平顶脉冲电压的允许下降量约为10%,即约为14V,又已知功率为150W,Vdc=272V,Ipft=3.13×150/272=1.73A,
 
由公式
 
【防偏磁】半桥隔直电容计算方法!
 
可得
 
【防偏磁】半桥隔直电容计算方法!
 
另外值得注意的是,Cb电容一定要选择无极性电容。
 
 
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