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反激式转换器在电源技术中CCM与DCM模式下的电流波形分析

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简介:
本文深入探讨了反激式转换器在连续导通模式(CCM)和断续导通模式(DCM)下电流波形的特点及变化规律,为电源设计提供理论依据。 根据反激式转换器的基本工作原理,在主开关管导通的ton期间,变压器储存能量;而在主开关管关断的toff期间,变压器释放磁能并将其提供给负载。如果在一个完整的开关周期Ts结束时,变压器中仍有剩余的能量未完全释放,则可以认为该反激式转换器处于连续传导模式(CCM)。在这种情况下,初级绕组和次级绕组在每个开关周期内都会交替有电流流过。 相反地,在一个开关周期结束后,如果所有能量都被完全释放,那么反激转换器则工作于断续传导模式(DCM),其特点是:当主开关管关断时,有一段时间输入输出电流均为零。 CCM反激式转换器在连续导通模式和断续导通模式下的开关电流ir与负载电流il的波形分别如图所示。如果峰值电压为Ip,则对应的峰值电流I也会有所不同。

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  • CCMDCM
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    本文章探讨了在电源技术领域内,非连续导电模式(DCM)反激式功率因数校正(PFC)转换器的实际应用及其优势。通过深入分析DCM反激式PFC的工作原理、设计技巧以及性能优化策略,为相关领域的研究者和工程师提供有益参考。 在现代电源技术中,随着对能效及电网质量要求的提升,功率因数校正(PFC)技术变得越来越重要。反激式PFC转换器作为关键的一种PFC拓扑结构,在直流断续模式(DCM)下的应用因其独特的电路设计和工作原理而为电源系统带来了显著性能改进。 在DCM模式下工作的反激式PFC转换器,其输出电压调节采用的是电压型PWM控制。这种控制方式的一个重要特点是稳态占空比保持恒定,即开关元件的导通时间是固定的值。这一特性使得输入电流波形接近于正弦波,从而实现功率因数校正的关键目标:通过调整输入电流使其与输入电压同步相位和幅度一致,减少无功功率。 DCM反激式PFC转换器的基本结构是一个单环的电压反馈PWM控制系统(如图1(a)所示)。这种设计简化了控制电路,不需要额外的乘法器或电流控制器。在高频PWM开关作用下,输入电流呈现三角波形;虚线表示电流峰值iP的包络曲线,实线则代表一个开关周期内的平均值iV(av),这符合式(8-22)中提到的通过占空比Du控制等效电阻的概念。 从应用角度看,DCM反激式PFC转换器具有紧凑、高效的特性,在需要高功率因数和低谐波失真的场合特别适用。例如在数据中心、工业设备以及家用电器等领域,该类型转换器可以有效减少对电网的谐波污染,并提高能源效率以满足严格的电力供应标准。 总结来说,DCM反激式PFC转换器因其独特的设计与工作特性,在提升电源系统功率因数的同时简化了电路结构。这不仅减少了无功功率并降低了电网污染,而且在高功率因数和低谐波失真的要求下提供了高效的解决方案,因此成为现代电源设计中的重要组成部分。
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    本文深入探讨了反激式开关电源在连续导通模式(CCM)和断续导通模式(DCM)下的工作机理及其特性。 反激开关电源主电路的工作原理包括电感电流连续模式和不连续模式的公式对比,这有助于从真正意义上理解反激电路。
  • DOMPFC等效路平均
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    本文探讨了在电源技术领域内,针对DOM反激式功率因数校正(PFC)转换器进行深入研究,构建并分析其等效电路平均模型,以期优化设计和提高效率。 在电源技术领域内,DCM(Discontinuous Conduction Mode)反激式PFC转换器是一种关键的功率转换设备,主要用于提升电源系统的效率与功率因数。 本段落主要探讨了这种转换器的等效电路平均模型,这对于深入理解和设计高效率电源系统至关重要。DCM反激式PFC转换器的一个显著特点在于其工作模式,在每个开关周期内,输入电流和输出电流呈现出特定波形。图1(a)展示了在DCM模式下反激式PFC转换器的平均输入与输出电流波形,其中输入电流ivav呈现为半波正弦形式,并且与整流后的市电电网输入电压Udc匹配一致,这使得理论功率因数达到1,表明该转换器能够有效地适应电网需求并减少对电网产生的谐波干扰。 图2(b)揭示了DCM反激式PFC转换器的等效电路平均模型。在这个简化模型中,输入端口被表示为一个由占空比Du控制的无损电阻,代表了该类型转换器的输入特性。这种设置使得瞬时功率能够完全传递至输出端,因此从输出视角来看,它表现为恒定功率源(如图1(b)点画线框内所示)。 在计算和分析平均输出电流io的过程中可以推导出以下公式:输入电压Udc等于峰值Ui除以正弦函数的绝对值,即 Udc = Ui / |sinωt|。开关周期内的平均电流ivav可以通过其波形确定;而包含两倍电网频率谐波分量的电流io中直流部分则是计算平均输出电流的关键。 理解这一等效电路模型对于优化PFC转换器的设计至关重要,因为它帮助工程师预测和控制性能参数如功率因数、效率及电压稳定性。此外,通过调整占空比Du可以精确调控输出功率以满足不同负载需求。 DCM反激式PFC转换器的等效电路平均模型提供了一个简化的框架来理解和分析该设备在实际操作中的表现。深入理解这一模型有助于设计师更有效地优化电源系统性能、降低损耗,并符合严格的电磁兼容性和能效标准要求。
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    本资料深入解析反激式开关电源的设计原理,并提供了一套用于计算不同工作模式下反激变压器参数的工具,涵盖连续导通模式(CCM)与不连续导通模式(DCM),助力工程师优化电源设计。 反激式开关电源全套设计资料包括反激变压器参数自动计算,在连续模式(CCM)和断续模式(DCM)下进行相关计算。 - 变压器参数计算: - 原边匝数计算 - 副边匝数计算 - 原边电感量计算 - 副边电感量计算 - 磁芯选取及线径选择: - 变压器磁芯选取 - 变压器线径选取 - 工作模式分析:变压器工作在三种不同的模式下进行详细计算。 - 元件选型与参数设定: - 输入电容选取 - 压敏电阻计算 - 保险丝参数选型计算 - 整流桥选择: - 输出电容设计: - RCD吸收回路分析及设计:
  • BuckCCMDCM工作深入开关应用
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    本文章对Buck电路在连续导通模式(CCM)和断续导通模式(DCM)下的特性进行了详尽探讨,并分析了其在开关电源设计中的实际应用价值。 01 Buck开关型调整器 02 CCM及DCM定义 CCM(Continuous Conduction Mode),连续导通模式:在一个开关周期内,电感电流从不会降到零。换句话说,在一个完整的周期中,电感磁通量始终存在且未回到初始状态;当功率管闭合时,线圈中的电流依然在流动。 DCM (Discontinuous Conduction Mode),断续导通模式:在一个开关周期内,电感电流会降至零值,这意味着电感被适当“复位”,即当功率开关闭合时,电感的电流为零。 BCM(Boundary Conduction Mode),临界导通模式:这种工作方式介于CCM和DCM之间。
  • 同步整DC-DC变设计
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    本研究探讨了反激式同步整流DC-DC变换器的设计原理与应用实践,旨在提高电源转换效率及稳定性。通过优化电路结构和控制策略,实现高效能、低损耗的电力供应解决方案。 摘要:本段落研究了反激同步整流在低压小电流DC-DC变换器中的应用,介绍了主电路的工作原理、几种驱动方式及其优缺点,并选择适合自驱动同步整流的反激电路拓扑,通过样机试验验证了该电路的实际应用效果。 引言: 低压大电流DC-DC模块电源占据着模块电源市场需求的一半左右。对该领域的技术研究具有重要的实用价值。提高效率是各厂家产品的一大亮点,也是业界追求的重要目标之一。同步整流能够有效减少整流损耗,并与适当的电路拓扑结合使用时,可以实现低成本的高效率变换器。本段落针对输入电压范围为36V至75V、输出为3.3V 15A的二次电源模块进行了探讨。
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    本资源提供了一套使用Mathcad软件进行反激变压器参数自动化计算的方法,适用于连续导通模式(CCM)及断续导通模式(DCM),并包含详细的反激式开关电源电路分析PPT。 反激变压器参数自动计算mathcad,包括连续模式CCM和断续模式DCM的分析,并提供反激开关电源电路解析资料ppt。
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