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可调直流电源二极管吸取回路核算剖析

来源:admin ??发布时间:2018-12-06 14:37

可调直流电源晶体二极管吸取回路核算剖析

等效电路(Electric circuit):
L:变压器(Transformer)漏感(漏磁电感)及元器件引线电感等杂散电感之和。蓄电池内阻测试仪又叫蓄电池内阻仪或蓄电池快速容量测试仪,是快速准确测量蓄电池健康状态和荷电状态以及连接电阻参数的便携式数字存储式测试仪器。

  R、C:吸取电阻电容。

  D、Cd:可调直流电源整流二极管,Cd为D的结电容。

  Q、Coss:开关MOSFET,Coss为MOSFET的结电容。
开关管由导通到截止时因为漏感(漏磁电感)L的存在,要通过
  R、C将其能量吸取掉,否则会发生一个尖峰电压(voltage)影响到元件的可靠性以及造成EMI问题。
可调直流电源整流二极管截止时还有个反向恢复电流的问题,可是把反向恢复电流最大时当作剖析的起使点,那在实践剖析时进程仍是一样的,仅仅初始状况不同。蓄电池智能活化仪具有三种独立的使用方式:电池放电方式,电池充电方式和电池活化方式。可以针对不同落后电池的实际情况,对落后电池进行容量试验,智能式 充电,或设置多个循环周期作循环多次请充放电,以激化电池极板失效的活性物质使电池活化,提升落后电池的容量。
考虑可调直流电源整流二极管这个回路,设流过L上的电流为I1(t):
流过结电容Cd的电流为
流过吸取电容C的电流(Electron flow)为
依据Cd两头电压等于
  R、C两头电压得到微积分方程:
因为含有积分,方程求解不方便,将其求导,得到3阶微分方程:
因为Cd很小,能够将其疏忽以简化剖析,得到简化后的微分方程:
考虑初始状况I1(0)=Io,I1’(0)=(Vin-Vo)/L,其间Io为开关管封闭时电流的最大值,使用拉普拉斯改换得到改换后的方程:
这是个2阶体系,应当让其作业在过阻尼状况避免振动(vibration),因而要确保极点有2个相异实根,得到
使用拉普拉斯逆改换能够得到电流I1(t)的解:
电感L上的电压:
可调直流电源晶体二极管D上的电压:
假定L=0.1uH,C=220pF,Vo=12V,Vin= -60V(此刻MOSFET ON,变压器(Transformer)次级电压反向,Vin由12V跳变为-60V),R=2*sqrt(L/C)=42.6ohm。
DCM状况下Io=0,考虑不同的R值对波形的影响:
能够看到阻值越小,电压电流的波形振动越多,峰值越高,越容易对回路发生晦气影响,因而要确保作业在过阻尼状况,电阻R不能取小。电池容量测试仪可以针对不同落后电池的实际情况,对落后电池进行容量试验,低压恒流充电,或设置多个循环周期对最小容量的电池作循环多次充放电,以激化电池极板失效的活性物质使电池活化,提升落后电池的容量。
考虑(consider)R=47ohm时不同电容C对波形的影响:
能够看到电容C越大,电压(voltage)电流改变率会减小,而且电压的过冲会减小,这样对EMI会有优点,可是峰值(peak)电流会变大。蓄电池容量测试仪可以针对不同落后电池的实际情况,对落后电池进行容量试验,低压恒流充电,或设置多个循环周期对最小容量的电池作循环多次充放电,以激化电池极板失效的活性物质使电池活化,提升落后电池的容量。
考虑此刻电阻R上的功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)耗费,假定回路作业频率(frequency)50KHz:
能够看到正常状况下吸取电阻耗费的功率与R值大小无关,只与C及C两头的电压有关,因而能够看到改善EMI是以添加耗费功率为价值的,会降低回路的总体效率(efficiency),因而C也不能取太大,此刻P=1/2*C*(Vin-Vo)^2*f 。
需求看到此刻吸取回路吸取的不是漏感L上的能量,而是电压(voltage)跳变在电容C上发生的能量。
考虑在CCM状况下,设Io=1A和2A
C=220pF时不同R值对波形的影响:
R=47ohm时不同C值对波形的影响:
能够看到当截止电流比较大时,电阻越大电流下降越慢,吸取电容上初始电压就会越高,对电容耐压要求就会越高,此刻电感L及可调直流电源二极管D两头电压改变也会更快,对回路发生晦气影响的可能性(Possibility)会更大,因而吸取电阻R取值也不能太大。
吸取电容上有初始电压是因为考虑可调直流电源(power supply)二极管关断时两头电压不能骤变,电感L电流也不能骤变,然后电流经吸取电阻在吸取电容上发生了初始电压。
吸取电容的增大能够减小电压电流的改变率。
考虑此刻吸取电阻R耗费的功率:
能够看到吸取功率一直随吸取电容C值的增大而增大,可是不同的截止电流(Electron flow)随吸取电阻R值的改变会有不同的改变。
因而能够依据EMI的状况选取合适的C值,然后由此C值断定R值。
能够考虑一种断定
  R、C值的办法,在最大截止电流的状况下断定吸取电容C上的开始电压(voltage),这时能够核算出R值,这个R值是最大值,然后再由R值核算出C值,这时的C值是吸取电容的最小值。
考虑(consider)结可调直流电源二极管电容Cd的影响,设Cd=15pF:DCM状况:Io=0。蓄电池组负载测试仪功耗部分采用新型PTC陶瓷电阻作为放电负载,完全避免了红热现象,安全可靠无污染。整机由微处理器控制,液晶显示、中文菜单。外观设计新颖,体积小、重量轻、移动方便。各种放电参数设定完成后,自动完成整个恒流放电过程。完全实现智能化。使整个放电过程更安全。
以上是不同的吸取电阻R,考虑(consider)不同的吸取电容C:
能够看到如果吸取电阻R偏大,流过结电容的电流(Electron flow)也会添加,而且震动也比较凶猛,对可调直流电源(power supply)二极管D会有晦气影响,起不到维护(Maintain)可调直流电源二极管的作用。
吸取电容C的加大能够减小电压电流(Electron flow)的改变率。
考虑(consider)CCM状况,Io分别为1
  A、2A:C=220pF,不同R的影响:
R=47ohm时不同C的影响:
能够看到截止电流越大,在可调直流电源(power supply)二极管两头发生的尖峰电压越高,吸取电容越大,电压电流改变率越小,吸取电阻越大,电压尖峰越高。
以上的曲线是在初始状况I(0)=Io,I’(0)=(Vin-Vo)/L,I’’(0)= -Io/Cd/L的条件下求得的,不同得初始条件会得到不同得曲线。因为该初始条件并不一定正确,因而得到的曲线可能(maybe)与实践观察到的波形会有较大差异,可是其改变趋势是能够参考的。

  

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