手把手教你不连续模式下反激变换器电路设计

2014-08-18 11:05 来源:电子信息网 作者:云际

最近很多新手朋友都在问:反激变换器的优点是什么?其重要优点在于变换器的输出端不需要滤波电感,节约了成本,减小了体积,从而反激变换器拓扑在5W到150W的小功率场合中得到了广泛应用。本文小编将对反激变换器的基本工作原理,以及在不连续模式下反激变换器的设计过程,各参数之间的决定关系作一详细的描述。

不连续模式反激变换器的基本原理

反激变换器在开关管导通期间,变压器储能,负载电流由输出滤波电容提供。在开关管关断期间,储存在变压器中的能量转换到负载,提供负载电流,同时给输出滤波电容充电,并补偿开关管导通期间损失的能量。

图1a是反激变换器的基本拓扑。图中有两个输出电路,一个主输出和一个从输出。负反馈闭合环路采样主输出电压Vom。Vom的采样值与参考值比较,输出的误差信号放大信号控制Q1的导通时间脉冲,使得Vom的采样值在电网和负载变化时等于参考电压,从而稳定输出电压。从输出跟随主输出得到相应的调节。

电路的工作过程如下:当Q1导通,所有线圈的同名端(带·)相对于非同名端(不带·)是负极性。输出整流二极管D1和D2反向偏置,输出负载电流由输出滤波电容C1和C2提供。

在Q1导通期间,Np上施加了一个固定的电压(Vdc-1)(这里假设开关管的导通压降是1V),并且流过以斜率dI/dt=(Vdc-1)Lp线性上升的电流,这里Lp是原边的磁化电感。在导通时间的最后,原边电流上升到Ip=(Vdc-1)Ton/Lp。这个电流代表电感上储存的能量为

不连续模式反激变换器的基本原理和电路设计 (1)

这里E单位焦耳,Lp单位亨,Ip单位安培;当Q1关断,磁性电感上的电流强制使所有线圈上的极性反向。假设这时没有从次级绕组,只有主次级绕组,由于电感中的电流不能瞬时改变,在关断的瞬时,原边电流转换到次级,幅值为Is=Ip(Np/Nm)。

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图1

经过几个周期以后,次级DC电压Vom已经建立。随着Q1关断,Nm上的同名端为正极性,电流从同名端流出,并且线性地下降(图1c),斜率为 dIs/dt=Vom/Ls,其中Ls是次级电感。如果次级电流在下一个导通时间之前下降到0,则储存在原边电感的能量全部释放到负载,称这个电路工作于不连续模式。输入功率表示为在Q1一个导通时间T释放的能量E;另由于Ip=(Vdc-1)Ton/Lp,那么从(2b)式可以看出,只要保持VdcTon的积为常数,则反馈环保持输出电压为常数。

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变换器 反激

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