一种高功率因数反激AC/DC变换器
,电容
中无能量变化。等效电路如图6(b)所示。
模态3
在
时刻,电流
和输入电流之差给电容
放电并反相充电,
的电压
逐渐下降。当变压器副边整流二极管
导通,即
时刻,此模态结束。
模态4
在
时刻,
导通,等效电路如图6(d)所示,变压器向负载传送能量,电流
逐渐下降。同时,电感
继续向大电容
转移能量。当电流下降到零,此模态结束。
图6各模态等效电路
图7 TDA16846启动电路
模态5
在
时刻,
下降到零,
自然关断,变压器原边绕组电压为零,电容
的电压
加到二极管
上,使二极管承受反压关断。等效电路如图6(e)所示,输入电感电流
通过变压器原变电感给电容
充电。该模态结束在
时刻,接下来下一个模态开始。
三.驱动电路
本文在设计时采用德国西门子公司的TDA16846芯片来驱动开关管。该芯片复合了PWM和PFC的功能,支持电荷泵电路,具有高效、简易、可靠的特性[4]。该芯片有自由振荡和固定频率两种方式,本文采用固定频率方式来控制开关管。该芯片具有以下特点:
1. 无需专门的启动电路
TDA16846不需要单独的启动电路,而是通过芯片内部与2脚相连的二极管来启动的。其内部局部结构如图7所示(在电路中采用变压器辅助绕组给TDA16846供电)。下面分析该芯片的启动过程。当接通电源时,由于开关不动作,变压器的辅助绕组不能给芯片提供能量,芯片不能工作。而母线电压
通过
、芯片2脚及其内部二极管
给电容
充电。当电容
上的电压达到芯片的启动电压时,芯片启动,电路开始工作。芯片再由变压器的辅助绕组通过
来供电。从上面的分析可以看出TDA16846不需要附加复杂启动电路就可以启动,结构简单。
2. 原边电流模拟和电流限制功能
TDA16846可以通过2脚外接的电阻和电容来检测并限制开关管的电流。由于开关管导通时母线电压通过
给
充电,开关管关断时芯片2脚电压
被限制在1.5V,所以
充电时间和开关导通的时间基本一致,可以设电容
充电时间为
。电容
的充电电流可以近似表示为:
(
相对于
可以忽略)。则充电后的
为:
(1)
电感
也可以认为在开关导通期间,电流值为:
(2)
由式(1)和式(2)可以得到:
(3)
式(3)可以计算出开关管中可以流过的最大电流。控制电压40的最大值是
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