谐振式变换器的结构及原理

如图7-41所示，导通时，电流呈正弦波，导通快结束时，电流降为0，占空比D＝。图7-41（b）所示为电压谐振式变换器电路，断开时，电压呈正弦波，下一次断开前，电压降为0，占空比D＝。

图7-41　谐振式变换器的波形图

图7-42所示为电压（电流）谐振式变换器的结构图，图7-42（a）所示为全波形及半波形电压谐振式变换器，图7-42（b）所示为全波形及半波形电流谐振式变换器。因为二极管阻碍作用而使开关导通时，电流无法流过而形成半波形。

图7-43（a）所示为电压全波谐振式变换器电路，图7-43（b）、（c）所示分别为对应等效电路和波形分析图，开关两端电压uC为谐振波形：

uC（t）＝ui＋ZnIosinωo（t-T1）

图7-42　电压（电流）谐振式变换器的结构图

式中：ωo＝2πfo＝为谐振角频率；Zo＝为谐振电路的特性阻抗。

一个开关周期TS分为图7-43（b）所示四个不同状态：0～T1，T1～T2，T2～T3，T3～TS。

（1）0～T1期间，管子关断，谐振电容被充电至ui，iL＝io。

（2）T1～T2期间，谐振电容继续充电至IoZo后开始下降，iL开始下降并反转。

（3）T2～T3期间，谐振电容两端电压下降为0，管子开始导通，iL开始上升为io。

（4）T3～TS期间，谐振电感流过的电流iL＝io。

图7-43　电压全波谐振式变换器波形状态分析图

1.工作任务与分析

如图7-44所示，安装制作TL494芯片脉冲驱动电路，调节模拟误差放大器输出电压，用示波器测量TL494芯片9脚、10脚驱动脉冲宽度，用示波器测量输出VT1、VT2驱动脉冲波形。

2.安装制作与检测

1）焊接和安装

如表7-2所示清点元器件，按图7-44所示安装驱动电路印制板，自制变压器T3绕制时选用磁罐Φ22，原边绕制60 T，Φ0.41 mm漆包线，副边两绕组各绕Φ35 T，Φ0.2 mm漆包线。

表7-2　元器件清单

图7-44　开关电源驱动电路板

2）调试和检测

装配焊接完成后，按原理图、印制板装配图检查整机安装情况，着重检查焊点有无短路及缺陷，一切正常时，即可通电检测。

（1）按图7-36所示连接TL494驱动电路，TL494振荡电阻RT设定为4.7 kΩ，电容CT设定为223 F，用示波器测量振荡频率信号。

（2）连接一路电源（0～5 V可调）至TL494芯片3脚（模拟误差放大器输出电压），用示波器测量TL494芯片第9脚、10脚信号，对驱动脉宽进行调节。

（3）打开直流稳压电源，用万用表测量调节至输出电压＋12 V。(www.xing528.com)

（4）按图7-37所示连接电路器件及变压器T3，加电对TL494芯片脉冲宽度进行调整。

（5）用示波器测量TL494各点波形以及输出VT1b、VT1e，VT2a、VT2e驱动脉冲波形，记录驱动脉冲宽度及功率管VT1、VT2工作波形。

1.振荡电路由放大电路、反馈网络、选频网络、稳幅电路等组成。

2.LC正弦波振荡电路有电感三点式振荡电路、电容三点式振荡电路等形式。

3.典型开关电源由交流输入电路、整流滤波电路、高频变换电路、输出电路、取样反馈电路、脉宽调制电路、保护电路等组成。

4.谐振式变换器结构有电流谐振式变换器、电压谐振式变换器，而每种谐振式变换器又可分为全波形和半波形谐振电路。

一、填空题

1.正弦波振荡电路是由________、选频网络、________等组成。

2.正弦波振荡电路产生振荡时，幅度平衡条件为________，相位平衡条件为________。

3.开关电源调制工作方式有________、________等。

4.为了稳定电路输出信号，电路应采用________反馈。为产生正弦波信号，电路应采用________反馈。

5.电压谐振式变换器的结构可分为________、________谐振式变换器。

二、选择题

1.电流谐振式变换器，导通时，电流呈正弦波，导通快结束时，电流降为（　）。

A.最大值　B.最小值　C.0　D.∞

2.电压谐振式变换器，断开时，电压呈正弦波，下一次断开前，电压降为（　）。

A.最大值　B.最小值　C.0　D.∞

3.开关电源按输入输出连接方式分类，有（　）等类型开关电源。

A.正激式　B.升压式　C.隔离型　D.DC/DC变换

4.开关电源按输入输出电压大小变化分类，有（　）等类型开关电源。

A.降压式　B.AC/DC变换　C.半桥式　D.全桥式

5.利用谐振电路实现正弦波振荡，当振荡脉冲过零时，电子开关导通，称之为（　）。

A.零电流导通　B.零电压导通　C.零电流关断　D.零电压关断

三、问答题

1.脉宽调制方式（PWM调制）如何进行稳压调整？

2.频率调制方式（PFM调制）如何进行稳压调整？

3.如图7-45所示，试分析全波形电压谐振式变换器的谐振工作原理。

图7-45　问答题3