输出能量与变换电路要求的输入能量相匹配,必须在升压电源的输入端(铝空气电
池的输出端)加一
“蓄能池”。
如下的电路为升压电源的主变换电路:
图
1
大容量的电容
C1~C3 在 MOS 管导通期间向主电路供电,在 MOS 管截止期间由
电源向大容量的电容
C1~C3 充电,这样可从电路结构上改善铝空气电池动态特性造
成的影响,减少对铝空气电池的冲击电流。
6 绕组的变压器也可以在不减少整体电路转换效率及不增加成本(高价且复杂
的防冲击电流控制电路)的基础上达到减少冲击电流。变压器
T1 的原边为并联的 3
绕组,分别接电源输入端
VIN 及 MOS 管的漏极;次极为串联的 3 绕组,分别接电源
的输入端
VIN 及整流二极管 D1。初级与次极的绕组比率 N=1:4。
MOS 管的导通,在变压器 T1 的原边内产生一较大的电流值 I PRE,电流 I PRE
将在
T1 的原边内产生磁场,当电流达到某一限定值时,控制电路将关断 MOS 管。根
据
LENZ’S LEW,这电流的突然改变将产生一阻碍电流变化的磁场,该磁场的方
向正好使整流二极管导通,在变压器
T1 的次极产生电流 ISEC= I PRE/N。这样,变压
器将使流过整流二极管向电容
C4 充电的瞬间峰值电流减少 75%,同时也使 MOS 管
的漏极源极间的耐压减少
75%。通过以合适比例来减少升压电源最大的平均输出电流,
以降低
75%的瞬间变压器次极电流来限制对铝空气电池输出电流所造成的冲击。
通过以上两种特殊设计可以大大减小由于铝空气电池动态特性差而造成的对电
路的影响。另外,输出电容可用
ESR 较小的大容量的涤纶电容,这样即可降低电路
造价又可减小电路的体积。
2.2 变压器设计
变压器(
T1)是升压电源极为重要的组成部分,它对升压电源的效率、工作可靠
性以及输出电气性能都起着极为重要的作用,因此该变压器的设计是非常重要的。高
频变压器的合理设计对升压电源的工作过程和输出电压、电流纹波都有重要影响,但
高频磁性器件的精确设计是不容易的,有时也没有必要,在工程设计中,可以按照
一定的原则、方法和步骤进行估算和核算,就可设计出基本合适的高频变压器。
首先要确定变压器
T1 初极绕组的电感量,以下给出计算方法:
1. 单元升压电路的输入电流(有效值);
单元升压电源输出功率为
100W,假定单元升压电源的转换效率为 90%,则单元