雙管正激(Dual-Active Bridge,簡稱DAB)是一種雙向功率轉(zhuǎn)換技術(shù),廣泛應用于電力電子領(lǐng)域,如無線能量傳輸、電池充電器、電動汽車充電器等。
雙管正激開關(guān)電源芯片是一種廣泛應用于電子設備中的電源管理芯片,具有高效率、高可靠性和高穩(wěn)定性的特點。
雙管正激開關(guān)電源芯片是一種利用雙管正激變換器實現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換的電源管理芯片。其工作原理如下:
1.1 輸入電壓經(jīng)過整流濾波后得到直流電壓,作為開關(guān)電源的輸入電壓。
1.2 開關(guān)電源芯片內(nèi)部的控制電路根據(jù)負載需求,控制開關(guān)管的導通和截止,從而實現(xiàn)對輸入電壓的調(diào)制。
1.3 開關(guān)管導通時,輸入電壓經(jīng)過變壓器的原邊繞組,產(chǎn)生磁通變化,從而在變壓器的副邊繞組產(chǎn)生感應電壓。
1.4 開關(guān)管截止時,變壓器的磁通變化消失,副邊繞組的感應電壓經(jīng)過整流濾波后得到所需的輸出電壓。
1.5 開關(guān)電源芯片內(nèi)部的控制電路根據(jù)輸出電壓的變化,動態(tài)調(diào)整開關(guān)管的導通和截止時間,從而實現(xiàn)對輸出電壓的穩(wěn)定控制。
2.1 高效率:雙管正激開關(guān)電源芯片采用雙管正激變換器,具有較高的轉(zhuǎn)換效率,一般在85%~95%之間。
2.2 高可靠性:雙管正激開關(guān)電源芯片具有過流保護、過壓保護、欠壓保護等多種保護功能,可以有效提高電源系統(tǒng)的可靠性。
2.3 高穩(wěn)定性:雙管正激開關(guān)電源芯片采用閉環(huán)控制方式,可以根據(jù)負載需求動態(tài)調(diào)整輸出電壓,從而實現(xiàn)對輸出電壓的穩(wěn)定控制。
2.4 低噪聲:雙管正激開關(guān)電源芯片采用軟開關(guān)技術(shù),可以有效降低開關(guān)噪聲,提高電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
2.5 易于設計:雙管正激開關(guān)電源芯片具有集成度高、外圍電路簡單等特點,便于工程師進行電源系統(tǒng)的設計和調(diào)試。
雙管正激開關(guān)電源芯片廣泛應用于各種電子設備中,如:
3.1 計算機電源:雙管正激開關(guān)電源芯片可以用于計算機電源的設計,提供穩(wěn)定、高效的電源供應。
3.2 通信電源:雙管正激開關(guān)電源芯片可以用于通信設備電源的設計,滿足通信設備對電源穩(wěn)定性和可靠性的高要求。
3.3 工業(yè)電源:雙管正激開關(guān)電源芯片可以用于工業(yè)設備電源的設計,提供穩(wěn)定、可靠的電源供應。
3.4 醫(yī)療電源:雙管正激開關(guān)電源芯片可以用于醫(yī)療設備電源的設計,滿足醫(yī)療設備對電源穩(wěn)定性和可靠性的高要求。
3.5 照明電源:雙管正激開關(guān)電源芯片可以用于LED照明電源的設計,提供高效、穩(wěn)定的電源供應。
4.1 LM5100:LM5100是一款由Texas Instruments公司生產(chǎn)的雙管正激開關(guān)電源芯片,具有高效率、高可靠性和低噪聲等特點,廣泛應用于計算機電源、通信電源等領(lǐng)域。
4.2 NCP1200:NCP1200是一款由ON Semiconductor公司生產(chǎn)的雙管正激開關(guān)電源芯片,具有高效率、高穩(wěn)定性和低噪聲等特點,廣泛應用于工業(yè)電源、醫(yī)療電源等領(lǐng)域。
4.3 CS5171:CS5171是一款由Cirrus Logic公司生產(chǎn)的雙管正激開關(guān)電源芯片,具有高效率、高穩(wěn)定性和低噪聲等特點,廣泛應用于照明電源、通信電源等領(lǐng)域。
4.4 LT3756:LT3756是一款由Linear Technology公司生產(chǎn)的雙管正激開關(guān)電源芯片,具有高效率、高穩(wěn)定性和低噪聲等特點,廣泛應用于計算機電源、通信電源等領(lǐng)域。
4.5 UCC25600:UCC25600是一款由Texas Instruments公司生產(chǎn)的雙管正激開關(guān)電源芯片,具有高效率、高穩(wěn)定性和低噪聲等特點,廣泛應用于工業(yè)電源、醫(yī)療電源等領(lǐng)域。
雙管正激開關(guān)電源芯片具有高效率、高可靠性和高穩(wěn)定性的特點,廣泛應用于各種電子設備中。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展,雙管正激開關(guān)電源芯片的性能和應用領(lǐng)域?qū)⒌玫竭M一步的拓展和優(yōu)化。
一、雙管正激的工作原理
雙管正激由兩個全橋變換器組成,每個全橋變換器由四個開關(guān)器件組成,通常使用MOSFET或IGBT。兩個全橋變換器之間通過一個變壓器連接,變壓器的原邊和副邊分別連接到兩個全橋變換器的輸入和輸出端。
雙管正激的工作原理可以分為以下幾個步驟:
(1)開關(guān)器件的導通與關(guān)斷
在雙管正激中,兩個全橋變換器的開關(guān)器件交替導通和關(guān)斷。當一個全橋變換器的開關(guān)器件導通時,另一個全橋變換器的開關(guān)器件關(guān)斷,反之亦然。
(2)變壓器的磁化與去磁
當一個全橋變換器的開關(guān)器件導通時,電流通過變壓器的原邊,使變壓器磁化。當開關(guān)器件關(guān)斷時,變壓器的磁通量減小,產(chǎn)生反電動勢,使另一個全橋變換器的開關(guān)器件導通,實現(xiàn)能量的雙向傳輸。
(3)雙向功率傳輸
雙管正激可以實現(xiàn)雙向功率傳輸。當一個全橋變換器向另一個全橋變換器傳輸能量時,另一個全橋變換器可以作為負載接收能量。當需要反向傳輸能量時,只需改變開關(guān)器件的導通順序即可。
二、雙管正激的特點
雙管正激采用全橋變換器,具有較高的功率轉(zhuǎn)換效率。在理想情況下,雙管正激的效率可以達到98%以上。
雙管正激可以實現(xiàn)雙向功率傳輸,適用于需要雙向能量傳輸?shù)膽脠鼍?,如無線能量傳輸、電動汽車充電器等。
雙管正激采用零電壓開關(guān)(ZVS)和零電流開關(guān)(ZCS)技術(shù),可以實現(xiàn)軟開關(guān),降低開關(guān)損耗,提高系統(tǒng)效率。
雙管正激采用交錯并聯(lián)的開關(guān)方式,可以有效降低電磁干擾,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
雙管正激具有較好的可擴展性,可以根據(jù)需要增加全橋變換器的數(shù)量,實現(xiàn)更高的功率傳輸。
三、雙管正激的應用
無線能量傳輸是一種新興的技術(shù),可以實現(xiàn)遠距離、高效率的能量傳輸。雙管正激由于其高效率、雙向功率傳輸?shù)忍攸c,被廣泛應用于無線能量傳輸領(lǐng)域。
電動汽車充電器需要實現(xiàn)雙向功率傳輸,以滿足電動汽車的充電和放電需求。雙管正激由于其雙向功率傳輸能力,被廣泛應用于電動汽車充電器的設計中。
電池充電器需要實現(xiàn)雙向功率傳輸,以滿足電池的充電和放電需求。雙管正激由于其雙向功率傳輸能力,被廣泛應用于電池充電器的設計中。
可再生能源系統(tǒng)需要實現(xiàn)能量的雙向傳輸,以滿足能源的存儲和釋放需求。雙管正激由于其雙向功率傳輸能力,被廣泛應用于可再生能源系統(tǒng)的設計中。
四、雙管正激與其他功率轉(zhuǎn)換技術(shù)的比較
單向功率轉(zhuǎn)換技術(shù)只能實現(xiàn)單向能量傳輸,而雙管正激可以實現(xiàn)雙向能量傳輸,具有更高的靈活性和適用范圍。
雖然雙管正激和一些其他雙向功率轉(zhuǎn)換技術(shù)(如雙向Buck-Boost變換器)都具有雙向功率傳輸能力,但雙管正激具有更高的效率、更低的電磁干擾和更好的可擴展性。
多相功率轉(zhuǎn)換技術(shù)可以實現(xiàn)更高的功率傳輸,但雙管正激具有更高的效率、更低的電磁干擾和更好的可擴展性。
五、結(jié)論
雙管正激是一種高效的雙向功率轉(zhuǎn)換技術(shù),具有廣泛的應用前景。隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展,雙管正激將在無線能量傳輸、電動汽車充電器、電池充電器等領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。未來,雙管正激技術(shù)將繼續(xù)優(yōu)化和發(fā)展,以滿足日益增長的能源需求和環(huán)保要求。