? ? ? ?無工頻變壓器的高頻開關(guān)電源結(jié)構(gòu)。將這種開關(guān)型穩(wěn)壓電源應(yīng)用于UPS中作為輔助電源的形式較多,但常見的有3種類型:他勵(lì)式反激電源、他勵(lì)式正激電源以及具有自身反饋的直流變換器。
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? ? ? ?( 1 )他勵(lì)式反激電源圖4 -38所示即為他勵(lì)式反激電源的原理電路圖,圖中高壓開關(guān)管VT在占空比為δ= Ton/ Ton的脈沖驅(qū)動(dòng)下或?qū)ɑ蜿P(guān)斷,直流電壓V;被變換為高頻方波交流電壓,經(jīng)變壓器給輸出電容C和負(fù)載提供能量。
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? ? ? ?由圖4 -38可知,由于開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)脈沖是由其他電路供給,故稱之為他勵(lì)式。輸出電容器C和負(fù)載R是在開關(guān)管截止時(shí)從變壓器次級(jí)獲得能量,因而稱之為反激電源。其工作原理可簡述如下。
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? ? ? ?①當(dāng)驅(qū)動(dòng)脈沖為高電平時(shí),開關(guān)管VT從截止變成導(dǎo)通,變壓器的初級(jí)線圈N。流過的電流p線性增加，在Np上產(chǎn)生-極性為上正下負(fù)的感應(yīng)電勢(shì),使次級(jí)線圈N。產(chǎn)生一極性. 負(fù)下正的感應(yīng)電勢(shì),二極管VD承受反向偏壓而截止, ij為零,變壓器不能將輸入端能量傳送到輸出端,此時(shí)負(fù)載電流由電容放電提供,變壓器初級(jí)線圈電感儲(chǔ)存能量。
? ? ? ?②當(dāng)驅(qū)動(dòng)脈沖為低電平時(shí),開關(guān)管VT從導(dǎo)通變?yōu)榻刂? j趨向于零,變壓器初級(jí)線圈Ng的磁通量變小,使次級(jí)線圈N變?yōu)樯险仑?fù)的感應(yīng)電勢(shì),二極管VD導(dǎo)通,給輸出電容C充電,同時(shí)也向負(fù)載供電。同普通開關(guān)電源一樣,其輸出電壓大小的調(diào)整可通過調(diào)整驅(qū)動(dòng)脈沖的占空比δ= Ton/ Ts來實(shí)現(xiàn)。
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? ? ? ?( 2 )他勵(lì)式正激電源如圖4-39所示為他勵(lì)式正激電源原理圖,它與反激式的不同之處在于開關(guān)管VT導(dǎo)通期間,輸入端電源經(jīng)變壓器T向輸出電容C和負(fù)載提供能量。在結(jié)構(gòu)上,變壓器T增加了一個(gè)去磁線圈Nt。N的匝數(shù)一般與N。相同,但也可不同。正激式電源的工作過程與反激式電源基本相似。
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? ? ? ?當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為高電平時(shí), VT從截止變?yōu)閷?dǎo)通Np線圈流過電流逐漸增大在N。線圈上產(chǎn)生一上正下負(fù)的電動(dòng)勢(shì),同時(shí)次級(jí)線圈Ng也產(chǎn)生一個(gè)上正下負(fù)的感應(yīng)電勢(shì),二極管VD2導(dǎo)通,輸入端能量經(jīng)變壓器T、二極管VD2提供給電感L、電容C和負(fù)載。
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? ? ? ?當(dāng)驅(qū)動(dòng)脈沖為低電平時(shí),開關(guān)管VT從導(dǎo)通變成截止,趨向于零,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向相反(上負(fù)下正)，使二極管VD2截止,二極管VD;正向?qū)?電感L向負(fù)載提供能量。這時(shí)去磁線圈N的感應(yīng)電勢(shì)為.上正下負(fù), VD1二極管導(dǎo)通,以使Nt上存儲(chǔ)的能量通過VD1回送到直流輸入回路,起到去磁作用。
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? ? ? ?對(duì)于正激式變換器,驅(qū)動(dòng)脈沖的占空比一般不能大于0.5。若大于0.5 ,易使變壓器初級(jí)繞組中存儲(chǔ)的能量在一個(gè)周期內(nèi)無法釋放完,在開關(guān)管再次導(dǎo)通時(shí),去磁電流不為零,在開關(guān)管集電極會(huì)引起很大的尖峰電流,使變壓器趨于飽和,而導(dǎo)致開關(guān)管VT損壞。
? ? ? ?( 3 )反饋式輔助電源輔助電源也可以通過高頻變壓器獲得輸出后反饋過來提供,此時(shí)需要一個(gè)啟動(dòng)電路提供瞬時(shí)能量,使PW M型電源啟動(dòng)。
? ? ? ?圖4-40是反饋式輔助電源的一一個(gè)例子。
? ? ? ?這是一個(gè)直接從電網(wǎng)整流的正激單端開關(guān)型穩(wěn)壓電源,輔助電源V由起振后高頻變壓器T1的一組副邊輸出電壓通過二極管VD106提供,中間虛線框內(nèi)是輔助電源的啟動(dòng)電路,在電網(wǎng)合閘時(shí),電容C2通過電阻Rr充電,其電壓被穩(wěn)壓管VZ鉗位。C2是-個(gè)容量較大(如圖中為600μF)的低壓電解電容,用以儲(chǔ)能。R:阻值較大 ,以限制穩(wěn)態(tài)時(shí)穩(wěn)壓管VZ的工作電流。當(dāng)C2充電完畢后,按下啟動(dòng)按鈕開關(guān)K ,晶體管VT]通過R2獲得偏流而啟振,壓器Tg副邊繞組N503的正向電壓通過二極管VD502饋送給正激單端開關(guān)電源的控制電路和驅(qū)動(dòng)電路，高壓開關(guān)管獲得正向基極驅(qū)動(dòng)而導(dǎo)通,高頻變壓器T1的副邊繞組Nz獲得正向電壓, 并通過VD106作為輔助電源提供,啟動(dòng)電路的作用即告完成。
? ? ? ?反饋式輔助電源作為PWM型開關(guān)電源本身的一組負(fù)載，可取代死負(fù)載,從而可望提高效率,體積也不大,但電路比較復(fù)雜。
