开关天津干式变压器的原理-功率变换-开关天津干式变压器图

开关天津干式变压器的原理-功率变换一、开关天津干式变压器的组成
开关天津干式变压器的主要是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波、功率变换、PWM控制器、输出整流滤波组成。辅助有输入过欠压保护、输出过欠压保护、输出过流保护、输出短路保护等。

开关天津干式变压器的图如下：

二、输入的原理及常见
1、AC输入整流滤波原理：

①、防雷：当有雷击，产生经电网导入天津干式变压器时，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1组成的进行保护。当加在压敏天津干式变压器两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使能量消耗在压敏天津干式变压器上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级。

②、输入滤波：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入天津干式变压器的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对天津干式变压器干扰，同时也防止天津干式变压器本身产生的高频杂波对电网干扰。当天津干式变压器开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏天津干式变压器）就能有效的防止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1天津干式变压器上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级可正常工作。

③、整流滤波：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。

2、DC输入滤波原理：

①、输入滤波：C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入天津干式变压器的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对天津干式变压器干扰，同时也防止天津干式变压器本身产生的高频杂波对电网干扰。C3、C4为安规电容，L2、L3为差模天津干式变压器。
②、R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌。在起机的瞬间，由于C6的存在Q2不导通，电流经RT1构成回路。当C6上的电压充至Z1的值时Q2导通。如果C8漏电或后级短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级。

三、功率变换
1、MOS管的工作原理：
目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS管），是利用半导体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态，所以输入天津干式变压器可以大大提高，最高可达105欧姆，MOS管是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。

2、常见的原理图：

3、工作原理：
R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器，和开关MOS管并接，使开关管电压应力减少，EMI减少，不发生二次击穿。在开关管Q1关断时，天津干式变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流，这些元件组合一起，能很好地吸收尖峰电压和电流。从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制，因此是当前工作周波的电流限制。当R5上的电压达到1V时，UC3842停止工作，开关管Q1立即关断。R1和Q1中的结电容CGS、CGD一起组成RC网络，电容的充放电直接影响着开关管的开关速度。R1过小，易引起振荡，电磁干扰也会很大；R1过大，会降低开关管的开关速度。Z1通常将MOS管的GS电压限制在18V以下，从而保护了MOS管。Q1的栅极受控电压为锯形波，当其占空比越大时，Q1导通时间越长，天津干式变压器所储存的能量也就越多；当Q1截止时，天津干式变压器通过D1、D2、R5、R4、C3释放能量，同时也达到了磁场复位的目的，为天津干式变压器的下一次存储、传递能量做好了准备。IC根据输出电压和电流时刻调整着⑥脚锯形波占空比的大小，从而稳定了整机的输出电流和电压。C4和R6为尖峰电压吸收回路。

4、推挽式功率变换：
Q1和Q2将轮流导通。


5、有驱动天津干式变压器的功率变换：
T2为驱动天津干式变压器，T1为开关天津干式变压器，TR1为电流环。


四、输出整流滤波：
1、正激式整流：

T1为开关天津干式变压器，其初极和次极的相位同相。D1为整流二极管，D2为续流二极管，R1、C1、R2、C2为削尖峰。L1为续流天津干式变压器，C4、L2、C5组成π型滤波器。

2、反激式整流：

T1为开关天津干式变压器，其初极和次极的相位相反。D1为整流二极管，R1、C1为削尖峰。L1为续流天津干式变压器，R2为假负载，C4、L2、C5组成π型滤波器。

3、同步整流：

工作原理：当天津干式变压器次级上端为正时，电流经C2、R5、R6、R7使Q2导通，构成回路，Q2为整流管。Q1栅极由于处于反偏而截止。当天津干式变压器次级下端为正时，电流经C3、R4、R2使Q1导通，Q1为续流管。Q2栅极由于处于反偏而截止。L2为续流天津干式变压器，C6、L1、C7组成π型滤波器。R1、C1、R9、C4为削尖峰。

五、环路原理
1、反馈原理图：

2、工作原理：
当输出U0升高，经取样天津干式变压器R7、R8、R10、VR1分压后，U1③脚电压升高，当其超过U1②脚基准电压后U1①脚输出高电平，使Q1导通，光耦OT1发光二极管发光，光电三极管导通，UC3842①脚电位相应变低，从而改变U1⑥脚输出占空比减小，U0降低。当输出U0降低时，U1③脚电压降低，当其低过U1②脚基准电压后U1①脚输出低电平，Q1不导通，光耦OT1发光二极管不发光，光电三极管不导通，UC3842①脚电位升高，从而改变U1⑥脚输出占空比增大，U0降低。周而复始，从而使输出电压保持稳定。调节VR1可改变输出电压值。

反馈环路是影响开关天津干式变压器稳定性的重要。如反馈天津干式变压器电容错、漏、虚焊等，会产生自激振荡，故障现象为：波形异常，空、满载振荡，输出电压不稳定等。

六、短路保护
1、在输出端短路的情况下，PWM控制能够把输出电流限制在一个安全范围内，它可以用多种方法来实现限流，当功率限流在短路时不起作用时，只有另增设一部分。

2、短路保护通常有两种，下图是小功率短路保护，其原理简述如下：

当输出短路，输出电压消失，光耦OT1不导通，UC3842①脚电压上升至5V左右，R1与R2的分压超过TL431基准，使之导通，UC3842⑦脚VCC电位被拉低，IC停止工作。UC3842停止工作后①脚电位消失，TL431不导通UC3842⑦脚电位上升，UC3842重新启动，周而复始。当短路现象消失后，可以自动恢复成正常工作状态。

3、下图是中功率短路保护，其原理简述如下：

当输出短路，UC3842①脚电压上升,U1③脚电位高于②脚时，比较器翻转①脚输出高电位，给C1充电，当C1两端电压超过⑤脚基准电压时U1⑦脚输出低电位，UC3842①脚低于1V，UCC3842停止工作，输出电压为0V，周而复始，当短路消失后正常工作。R2、C1是充放电时间常数，阻值不对时短路保护不起作用。

4、下图是常见的限流、短路保护。其工作原理简述如下：

当输出短路或过流，天津干式变压器原边电流增大，R3两端电压降增大，③脚电压升高，UC3842⑥脚输出占空比逐渐增大，③脚电压超过1V时，UC3842关闭无输出。

5、下图是用电流互感器取样电流的保护，有着功耗小，但成本高和较为复杂，其工作原理简述如下：
输出短路或电流过大天津变压器厂家，TR1次级线圈感应的电压就越高，当UC3842③脚超过1伏，UC3842停止工作，周而复始，当短路或过载消失，自行恢复。

七、输出端限流保护

上图是常见的输出端限流保护，其工作原理简述如上图：当输出电流过大时，RS（锰铜丝）两端电压上升，U1③脚电压高于②脚基准电压，U1①脚输出高电压，Q1导通，光耦发生光电效应，UC3842①脚电压降低，输出电压降低，从而达到输出过载限流的目的。


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