常見的小功率電源幾乎都是反激電路,有些LED電源是單端或者交錯式的正激,且都是單端形式,磁芯只能利用第一象限。但推挽和橋式電路都是利用了磁芯的一三象限。
因此在同磁芯和同頻率的情況下,其功率相比較起來,推挽式和橋式會更大。
推挽自激電路以前以三極管來作為主要驅(qū)動器件,但存在一些缺點,比如放大倍小,驅(qū)動難,正向的壓降較大,容易出現(xiàn)高頻自激而損壞。
但后來有了MOS管的出現(xiàn),在功率大的場景中,它有了更大的優(yōu)勢。于是我們利用MOS管來進行推挽自激。那它是如何工作的呢?
我們來圍繞下面這張電路圖展開了解:
當(dāng)開關(guān)S1閉合時,繼電器的線圈通電,電源+V經(jīng)過電感L1,向N1 N2(變壓器)的中抽頭進行供電,此外,電流還會C1和R2(電阻)流向N3、N4的中抽頭。
這時N3、N4的電流會通過電阻R3、R4,流向Q1和Q2的柵極。
如果按平時的思路來看,我們可能會認(rèn)為,Q1、Q2會因此導(dǎo)通并燒毀,但其實并非。
原因是,N1和N4是同名端,N2和N3也是。但按照實際情況來定,兩者的電感量與內(nèi)阻以及其它參數(shù)值是不會一致的,包括MOS管的導(dǎo)通電壓。
我們假設(shè)Q1此時先導(dǎo)通,那么N1上一定會存在電流,并且會馬上互感到N3、N4上。N4為同名端,它會同時疊加電流/電壓到Q1的柵-源極,并快速的放大,讓Q1徹底導(dǎo)通。
而N3并非其同名端,它也會產(chǎn)生相反的電動勢(由弱到強),讓Q2的柵-源極產(chǎn)生負(fù)壓,并果斷關(guān)閉。
當(dāng)Q1導(dǎo)通之后,變壓器N1繞組并達(dá)到磁飽和,電流會增加。這時磁通量不再增加,N4無法再互感電流/電壓后,N1上會迅速產(chǎn)生強烈的反相電動勢,N4的電動勢也跟著反相,Q1截止。
這時N1上的電流反向了,相對N3來說是同名端了。N3就會通過電阻R3把電流/電壓提供給Q2,Q2馬上導(dǎo)通。
那么接下來同之前的狀態(tài)一樣。
當(dāng)變壓器N2繞組再次達(dá)到磁飽和后,N2也就產(chǎn)生反向電動勢,讓N3也產(chǎn)生反向電動勢,然后Q2截止,同時N4互感電流讓Q1導(dǎo)通。
這樣周而復(fù)始,就形成了振蕩。
事實上,L1電感的作用是退耦及限制峰值電流的。這樣不會使電路的空載電流太大,否則開關(guān)MOS管極有可能發(fā)熱嚴(yán)重并損壞。
加以說明:這里要用倍壓整流。為了減小變壓器的匝比,且交流電壓很低,不易擊穿漆包線,減小危險。
推挽式電源在電路工作時,兩只對稱的功率開關(guān)管一般只有一個導(dǎo)通,因此它的導(dǎo)通損耗較小。加上其結(jié)構(gòu)簡單、變壓器磁芯利用率較高等優(yōu)勢,推挽式電源廣泛應(yīng)用于低電壓大電流場合。
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