双管正激的工作原理及其控制

双管正激(Dual-Active Bridge，简称DAB)是一种双向功率转换技术，广泛应用于电力电子领域，如无线能量传输、电池充电器、电动汽车充电器等。

双管正激开关电源芯片是一种广泛应用于电子设备中的电源管理芯片，具有高效率、高可靠性和高稳定性的特点。

双管正激开关电源芯片是一种利用双管正激变换器实现电压转换的电源管理芯片。其工作原理如下：

1.1 输入电压经过整流滤波后得到直流电压，作为开关电源的输入电压。

1.2 开关电源芯片内部的控制电路根据负载需求，控制开关管的导通和截止，从而实现对输入电压的调制。

1.3 开关管导通时，输入电压经过变压器的原边绕组，产生磁通变化，从而在变压器的副边绕组产生感应电压。

1.4 开关管截止时，变压器的磁通变化消失，副边绕组的感应电压经过整流滤波后得到所需的输出电压。

1.5 开关电源芯片内部的控制电路根据输出电压的变化，动态调整开关管的导通和截止时间，从而实现对输出电压的稳定控制。

2.1 高效率：双管正激开关电源芯片采用双管正激变换器，具有较高的转换效率，一般在85%~95%之间。

2.2 高可靠性：双管正激开关电源芯片具有过流保护、过压保护、欠压保护等多种保护功能，可以有效提高电源系统的可靠性。

2.3 高稳定性：双管正激开关电源芯片采用闭环控制方式，可以根据负载需求动态调整输出电压，从而实现对输出电压的稳定控制。

2.4 低噪声：双管正激开关电源芯片采用软开关技术，可以有效降低开关噪声，提高电源系统的稳定性。

2.5 易于设计：双管正激开关电源芯片具有集成度高、外围电路简单等特点，便于工程师进行电源系统的设计和调试。

双管正激开关电源芯片广泛应用于各种电子设备中，如：

3.1 计算机电源：双管正激开关电源芯片可以用于计算机电源的设计，提供稳定、高效的电源供应。

3.2 通信电源：双管正激开关电源芯片可以用于通信设备电源的设计，满足通信设备对电源稳定性和可靠性的高要求。

3.3 工业电源：双管正激开关电源芯片可以用于工业设备电源的设计，提供稳定、可靠的电源供应。

3.4 医疗电源：双管正激开关电源芯片可以用于医疗设备电源的设计，满足医疗设备对电源稳定性和可靠性的高要求。

3.5 照明电源：双管正激开关电源芯片可以用于LED照明电源的设计，提供高效、稳定的电源供应。

4.1 LM5100：LM5100是一款由Texas Instruments公司生产的双管正激开关电源芯片，具有高效率、高可靠性和低噪声等特点，广泛应用于计算机电源、通信电源等领域。

4.2 NCP1200：NCP1200是一款由ON Semiconductor公司生产的双管正激开关电源芯片，具有高效率、高稳定性和低噪声等特点，广泛应用于工业电源、医疗电源等领域。

4.3 CS5171：CS5171是一款由Cirrus Logic公司生产的双管正激开关电源芯片，具有高效率、高稳定性和低噪声等特点，广泛应用于照明电源、通信电源等领域。

4.4 LT3756：LT3756是一款由Linear Technology公司生产的双管正激开关电源芯片，具有高效率、高稳定性和低噪声等特点，广泛应用于计算机电源、通信电源等领域。

4.5 UCC25600：UCC25600是一款由Texas Instruments公司生产的双管正激开关电源芯片，具有高效率、高稳定性和低噪声等特点，广泛应用于工业电源、医疗电源等领域。

双管正激开关电源芯片具有高效率、高可靠性和高稳定性的特点，广泛应用于各种电子设备中。随着电子技术的不断发展，双管正激开关电源芯片的性能和应用领域将得到进一步的拓展和优化。

一、双管正激的工作原理

双管正激由两个全桥变换器组成，每个全桥变换器由四个开关器件组成，通常使用MOSFET或IGBT。两个全桥变换器之间通过一个变压器连接，变压器的原边和副边分别连接到两个全桥变换器的输入和输出端。

双管正激的工作原理可以分为以下几个步骤：

(1)开关器件的导通与关断

在双管正激中，两个全桥变换器的开关器件交替导通和关断。当一个全桥变换器的开关器件导通时，另一个全桥变换器的开关器件关断，反之亦然。

(2)变压器的磁化与去磁

当一个全桥变换器的开关器件导通时，电流通过变压器的原边，使变压器磁化。当开关器件关断时，变压器的磁通量减小，产生反电动势，使另一个全桥变换器的开关器件导通，实现能量的双向传输。

(3)双向功率传输

双管正激可以实现双向功率传输。当一个全桥变换器向另一个全桥变换器传输能量时，另一个全桥变换器可以作为负载接收能量。当需要反向传输能量时，只需改变开关器件的导通顺序即可。

二、双管正激的特点

双管正激采用全桥变换器，具有较高的功率转换效率。在理想情况下，双管正激的效率可以达到98%以上。

双管正激可以实现双向功率传输，适用于需要双向能量传输的应用场景，如无线能量传输、电动汽车充电器等。

双管正激采用零电压开关(ZVS)和零电流开关(ZCS)技术，可以实现软开关，降低开关损耗，提高系统效率。

双管正激采用交错并联的开关方式，可以有效降低电磁干扰，提高系统的稳定性和可靠性。

双管正激具有较好的可扩展性，可以根据需要增加全桥变换器的数量，实现更高的功率传输。

三、双管正激的应用

无线能量传输是一种新兴的技术，可以实现远距离、高效率的能量传输。双管正激由于其高效率、双向功率传输等特点，被广泛应用于无线能量传输领域。

电动汽车充电器需要实现双向功率传输，以满足电动汽车的充电和放电需求。双管正激由于其双向功率传输能力，被广泛应用于电动汽车充电器的设计中。

电池充电器需要实现双向功率传输，以满足电池的充电和放电需求。双管正激由于其双向功率传输能力，被广泛应用于电池充电器的设计中。

可再生能源系统需要实现能量的双向传输，以满足能源的存储和释放需求。双管正激由于其双向功率传输能力，被广泛应用于可再生能源系统的设计中。

四、双管正激与其他功率转换技术的比较

单向功率转换技术只能实现单向能量传输，而双管正激可以实现双向能量传输，具有更高的灵活性和适用范围。

虽然双管正激和一些其他双向功率转换技术(如双向Buck-Boost变换器)都具有双向功率传输能力，但双管正激具有更高的效率、更低的电磁干扰和更好的可扩展性。

多相功率转换技术可以实现更高的功率传输，但双管正激具有更高的效率、更低的电磁干扰和更好的可扩展性。

五、结论

双管正激是一种高效的双向功率转换技术，具有广泛的应用前景。随着电力电子技术的不断发展，双管正激将在无线能量传输、电动汽车充电器、电池充电器等领域发挥越来越重要的作用。未来，双管正激技术将继续优化和发展，以满足日益增长的能源需求和环保要求。