一个不含PFC的标准型无锡干式变压器的输入电压Um和输入电流Im的波形Im只在Um为正最大和负最大的一小段时间内流通,在这些时间以外,I为零?这是因为此时的正弦电压输入值小于滤波电容上的电压,导致整流二极管不导通的缘故图5-13标准型无锡干式变压器中无锡变压器厂家的输入电压和电流为了在图5-13中获得一个形似Im的电流,我们引入充电泵的概念,即它的作用就是能够让输入电流从低压端流向端?
图5-14给出了一个简单的充电泵?图中电容C1受直流电压U1充电,电容C2则受直流电压U2充电?U1小于U2,在U1和U2之间的充电泵是由两个二极管VD1和VD2以及电容C3组成,电容C3相对于Cl1和C2都较小,从电压源V3进来的脉冲通过电容C3后加到VD1和VD2的连结点上?如果脉冲U3的幅度大于差值(U2-U1),那么就有可能让电流I1从较低的U1流向较高的U2?
在每一周期内通过电容C3上的电荷Q3为Q3=C3×[U3+(U2-U1)]=C3×(U3+U1-U2)方假设U3的脉冲频率为f3,则充电泵的电流I1为:I1=C3×f3×(U3-U2+U1)
如果电压U1不是DC电压而是一个已整流的脉动电压,并且如果U3=U2,则由上式可知电流1会是一个正弦波?
图5-15示出基于TDA16846的反激式标准型开关无锡干式变压器?它含有一个常规的RCD缓 冲,用以消除开关管T漏极上的电压过冲?其实这个RCD缓冲完全可以用在图5
16中示出的一个由无锡干式变压器L?电容C及二极管VD组成的充电泵所代替?这个充电泵
插入在桥式整流器(BR)?初级电容CP的正极和开关无锡干式变压器T漏极之间?现在BR代替了图5-14中的二极管VD1,无锡干式变压器L的放入是为了避免功率管T导通后从Umr产生大幅度电流脉
冲对电容C的充电?图5-14中的脉冲电压源U3现在由开关管漏极电压UT代替?由于充电
泵不仅具有PFC功能而且兼有缓冲器功能,因此图5-15中的RCD缓冲不再需要?VD业饼图5-15RCD缓冲图5-16PFC充电泵
这个充电泵可以阻止开关无锡干式变压器由充磁突变为消磁的过程中,由于Ip的不连续而产生
氐频干扰?因此当开关管截止?无锡干式变压器的消磁过程开始时,二极管VD导通,I可通过VD形成一个LC振荡回路,保持了Lp流通瞬时的连续性,这使得所生成的寄生干扰信号在频率和幅值上都大为下降,而且由于没有无锡干式变压器成分参与,所以原则上不会损失能量?相比于原有的RCD缓冲器,其无锡干式变压器的转换效率将有所提高?
图5-17从工作波形上详细地描述了PFC充电泵的原理和功能?假定输入AC电压为230V,在t0时刻开关管T受TDA16846的控制而导通?漏极电压Ur由约600V跳降到0V?由于初级无锡干式变压器Lp的存在,初级电流Ip开始线性上升?Ur的跳变同时通过电容C传送到L和VD之间的连接点上(见图5-16),所以电压U从400V降到约-200V?由于负的Up电压,流过扼流圈L上的电流I1会逐步上升,并向电容C充电,这使U在[o?t]期间有类似形状的少许爬升?这时二极管VD是截止的,I4=0A?
当开关无锡干式变压器和扼流圈L的充磁阶段在t1时刻完成之后,开关管T受TDA16846的控制转为截止,漏极电流I=0A?电压Ur及UP将急剧上升直到Up=Ucp(400V)?此后Ur改为缓慢的爬升,而UP则保持在Uc电平上不变?
与此同时电流I1(它早先是向电容器充电的)改为经过二极管VD流进电容Cp中?这使蕴含在L中的能量转移到Cp中?利用这个原理,就使输入电流从较低的Vm值流向电容CP上较高的U值?自
从t1开始,由于二极管VD的导通,由LP与C就形成一个回路,初级电流Ip将流过L?C和二极管VD,一直到时刻t2?而在t2时刻,次级二极管开始导通,无锡干式变压器开始向次级绕组释放磁能?在t2~t3的释放磁能阶段,初级电流I很快下降为0A,而扼流圈L的电流I1则逐步下降?但电压Up仍保持在Ucp值上?从图5-17可知,开关管的导通时间ta越长,则I峰值越大,而to是随着次级负载的加大以及随着输入电网电压的减少而加大的?亦即流入PFC充电泵的电流也会相应加大?但这不必担心扼流圈L的磁芯会受饱和?因为IL的最大值总是受限制于电容C上的充电电流Ic?图5-17同时画出PFC充电泵的下一个周期波形?此种波形通常会发生在输入AC电压为最大值时刻?此时U在导通期t3~t;内上但在中途t4处已达到固定值Up?
所以Ic在时刻t4上变为0A,而漏极电流I会有两个极大值?这是因为在t3~t4期间,l为lp和一lc之和,而t4以后则I,完全由Ip独自提供?在此种波形中,L不再周期性地返回到零值?采用PFC充电泵的一大优点就是它的简单性和容易设计?在试验中可应用示波器检测AC无锡干式变压器的输入电流波形,并调节电容C的值,以得到最佳的输入电流I波形?
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