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关于3D打印机开关电源开关管的过压保护电路

来源:   发布时间:2019-04-24   点击量:188

关于3D打印机开关电源开关管的过压保护电路

大家了解了3D打印机开关电源等开关电源的几个保护功能,本文来详细说一下开关管对开关电源的过压保护,无论是正激式还是反激式开关电源,都要求对电源开关管采取过压保护,以防止当开关管突然关断瞬间,开关变压初级线圈产生的反激脉冲尖峰电压与输入电压进行迭加后,加到开关管的D、S极两端,把开关管击穿。

3D打印机开关电源等开关电源的正激式与反激式的区别如下:
一、原理不同:
1、正激式开关电源是指使用正激高频变压器隔离耦合能.量的开关电源,与之对应的有反激式开关电源。
正激具体所指当开关管接通时,输出变压器充当介质直接耦合磁场能.量,电能转化为磁能,磁能又转化为电能,输入输出同时进行。
2、“反激”(FLY BACK)具体所指当开关管接通时,输出变压器充当电感,电能转化为磁能,此时输出回路无电流;相反,当开关管关断时,输出变压器释放能.量, 磁能转化为电能,输出回路中有电流。
二、优点不同
正激式开关电源优点: 功率比反激式开关电源大,输出变压器利用率高,适用于100W-300W的开关电源。
反击式开关电源优点:元器件少,电路简单,成本低,体积小,可同时输出多路互相隔离的电压。
三、缺点不同
正激式开关电源缺点:需要增加反电动势绕组,或拓补驱动,次级多加1个整流电感,成本高。
反激式开关电源缺点:开关管承受电压高,输出变压器利用率低,不适合作大功率电源 EMI比较大。

为了分析方便,我们把开关变压器等效成一个理想的(漏感等于0的)开关变压器T与一个漏感Ls相串联,把开关变压器初级线圈N1产生励磁作用的电感Lu称为励磁电感;分布电容Cs为开关变压器初线圈的分布电容与次级线圈的分布电容等效到初线圈后,总的等效电容。

3D打印机开关电源等开关电源开关管Q1关断时,开关变压器初级线圈产生的反激电压脉冲(包括漏感产生的反激电压脉冲)将会与输入电压U迭加,同时加到电源开关管Q1的D、S极两端,此时,整流二极管D将导通,并对C进行充电;C的作用就是把加到开关管D、S极两端的尖峰脉冲电压加以吸收,以防止开关管被尖峰脉冲电压击穿;而R的作用是把C吸收尖峰脉冲电压产生的积累电荷泄放掉,为下一次尖峰脉冲的吸收做好准备,否则,经过多个尖峰脉冲电压吸收之后,电容积累的电荷将会越来越多,其两端电压也会越来越高,将会失去吸收尖峰脉冲的作用。

值得注意的是,当3D打印机开关电源等开关电源开关管Q1关断时,由于变压器次级线圈整流滤波电路D2和C2的接入,开关变压器初、次级线圈的等效分布电容Cs相对于滤波电容C2来说,其作用将变得微不足道;此时,由于输出电压Uo通过变压器初、次级线圈的耦合和反射作用,使得变压器初级线圈产生的反电动势电压完全被钳制在一个与次级输出电压Uo成正比的数值上.

当它两端的电压Uds高于电容C两端的电压之后,即,整流二极管D导通之后,分布电容Cds的作用就完全变成了一个分流电阻Rds。此时,流过电阻Rds的电流越大,开关管的损耗也越大,适当选择电容C的容量和电阻R的阻值,可以减小流过电阻Rds(开关管关断过程中的等效电阻)的电流,从而可以降低开关管的损耗。

以上就是关于3D打印机开关电源等开关电源开关管对电源的过压保护,如果想了解更多资讯请关注成良电源官网,欢迎大家惠顾咨询。 



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