#1001-3 : 前级电路讲解

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1. 前言

之前我们提到过,前级电路主要作用是将输入的24V直流电升压成200V的高压直流电。完整的电路图在下方。

这个电路工作起来主要围绕变压器展开,变压器有初级测和次级侧的概念。初级侧:也称为输入侧,是变压器接收电源的那一侧。电源连接到初级侧,供电电流通过初级线圈产生交变磁场。次级侧:也称为输出侧,是变压器输出电力的那一侧。由于初级侧线圈产生的交变磁场,次级线圈中会感应出电压,从而输出电压和电流。我们通过设计不同的初级测和次级测线圈圈数,来实现变压。初级测有2个绕组,都是4圈,次级侧有2个绕组: 1个2圈,1个33圈。

接下来,我们分别讲解初级测电路和次级侧电路。

2. 变压器初级测电路说明

2.1 原理讲解

前级驱动卡的通过 PWM-1和 PWM-2,两个引脚发出信号,分别控制左右两组mos管(左:U1,U3右:U2,U4)交替导通和关闭。前级驱动卡的原理后面会讲解。

当PWM-1的电平为高时,U1和U3导通,此时电流从VIN_24V,流经变压器初级和U1,U3的漏极,最后通过U1,U3的源极回流到地。在每组中使用2个mos管的目的是增大载流能力。(如下图)

当PWM-2的电平为高时,导通另外一组Mos管(和PWM-1类似,略)

其他几个元器件的作用:

  • 在mos管栅极的电阻R3、R4、R7、R8是驱动电阻,目的减小栅极结电容充电的电流,防止损坏mos管。
  • 在mos管栅极和源极之间的电阻R5、R6、R9、R10是泄放电阻,它能保证在设备关机后或者发生静电现象时快速的把栅极结电容的电荷消耗掉

2.2 实际测量

我们来实际测量一下变压器上的波形,方法如下:

  1. 我们在DEMO板子的背面,焊接3根电线(如图A,B,C)
  2. 逆变器输入端,我们通过电子负载提供24V直流电
  3. 逆变器输出端,我们连接1个200W的电灯泡
  4. 打开开关,让逆变器工作
  5. 我们将示波器的地连接C,输入连接A、B
  6. 最后,我们得到如下波形,我们可以清晰的看到,在变压器初级测,有两路交替变化的直流电

你完全可以多焊接一些测试点,充分分析初级测电路的工作状态,从而完全理解这部分原理图的工作原理。

3. 变压器次级侧电路说明

3.1 原理讲解

在变压器的次级侧,我们绕了两组线圈,我们分别得到了24V和200V两路交替变化的直流电。

第1路变换原理:

  • 通过D1直流桥,电压直接被整理成了24V直流电
  • C12、C14,实现RC滤波,让24V电流更加纯净
  • 通过U5 LDO,将24变成12V

第2路变换原理:

  • 一对整流桥(D2、D3)对管来实现交流电到直流电的变化。
  • 通过类似与R11和C8的电路,实现过RC吸收电路,降低变压器的漏感和尖峰,减少整流桥的导通和关断损耗,间接改善EMI特性。
  • 最后,我们得到了纯净的200V高压直流电,交给后级处理

3.2 实际测量

  • 我们在DEMO板子的背面,焊接四根电线(如图ABCD)
  • 输入测,我们通过电子负载提供24V直流电
  • 输出测,我们连接1个200W的电灯泡
  • 打开开关,让其工作
  • 我们将示波器的地连接C,输入连接D,可得到第一张波形
  • 然后将示波器的地连接B,输入连接A,可得到第二张波形

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