反激电源及变压器设计详细解析

《反激电源及变压器设计详细解析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、转载声明：转自维库电子市场！整理：KYF电源电源是向电子设备提供功率的装置，也称电源供应器，它提供计算机中所有部件所需要的电能。变压器变压器（Transformer）是利用互感原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯）。在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、匹配阻抗，安全隔离等。变压器是变换电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。它由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。对于探讨反激电源这个

2、话题，我犹豫了很久。因为关于反激的话题大家讨论了很多很多，这个话题已经被讨论的非常透彻了。关于反激电源的参数设计也有多篇文章总结。还有热心的网友，根据计算过程，自己编写了软件或电子表格把计算做的傻瓜化。但我也注意到，几乎每天都会出现关于反激设计过程出现问题而求助的帖子，所以，思量再三，我决定还是再一次提出这个话题!我不知道我是否能写出一些有新意的东西，但我会尽力去写好。不期望能入高手的法眼，但愿能给入门者一些帮助。　　纵观电源市场，没有哪一个拓扑能像反激电路那么普及，可见反激电源在电源设计中具有不可替代的地位。说句不算夸张的话，把反激电源设计彻底搞透了，哪怕其

3、他的拓扑一点不懂，在职场上找个月薪10K的工作也不是什么难事。　　提纲反激电路是由buck-boost拓扑演变而来，先分析一下buck-boost电路的工作过程。　　工作时序说明：　　t0时刻，Q1开通，那么D1承受反向电压截止，电感电感　　能产生电感作用的元件统称为电感原件，常常直接简称为电感。电感器在电子制作中虽然使用得不是很多，但它们在电路中同样重要。我们认为电感器和电容器一样，也是一种储能元件，它能把电能转变为磁场能，并在磁场中储存能量。[全文]电流在输入电压作用下线性上升。　　t1时刻，Q1关断，由于电感电流不能突变，所以，电感电流通过D1，向C1充

4、电。并在C1两端电压作用下，电流下降。　　t2时刻，Q1开通，开始一个新的周期。　　从上面的波形图中，我们可以看到，在整个工作周期中，电感L1的电流都没有到零。所以，这个工作模式是电流连续的CCM模式，又叫做能量不完全转移模式。因为电感中的储能没有完全释放。　　从工作过程我们也可以知道，这个拓扑能量传递的方式是，在MOS管开通时，向电感中储存能量，MOS管关断时，电感向输出电容释放能量。MOS管不直接向负载传递能量。整个能量传递过程是先储存再释放的过程。整个电路的输出能力，取决于电感的储存能力。我们还要注意到，根据电流流动的方向，可以判断出，在输入输出共地的情

5、况下，输出的电压是负电压。　　MOS管开通时，电感L1承受的是输入电压，MOS关断时，电感L1承受的是输出电压。那么，在稳态时，电路要保证电感不进入饱和，必定要保证电感承受的正向和反向的伏秒积的平衡。那么：　　Vin×(t1-t0)=Vout×(t2-t1)，假如整个工作周期为T，占空比为D，那么就是：Vin×D=Vout×(1-D)　　那么输出电压和占空比的关系就是：Vout=Vin×D/(1-D)　　同时，我们注意看MOS管和二极管二极管　　二极管又叫半导体二极管、晶体二极管，是最常用的基本电子元件之一。二极管只往一个方向传送电流，由p型半导体和n型半导体

6、形成的p-n结构成，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。[全文]D1的电压应力，都是Vin+Vout　　另外，因为是CCM模式，所以从电流波形上可以看出来，二极管存在反向恢复问题。MOS开通时有电流尖峰。　　上面的工作模式是电流连续的CCM模式。在原图的基础上，把电感量降低为80uH，其他参数不变，仿真看稳态的波形如下：　　t0时刻，Q1开通，那么D1承受反向电压截止，电感电流在输入电压作用下从0开始线性上升。　　t1时刻，Q1关断，由于电感电

7、流不能突变，所以，电感电流通过D1，向C1充电。并在C1两端电压作用下，电流下降。　　t2时刻，电感电流和二极管电流降到零。D1截止，MOS的结电容和电感开始发生谐振。所以可以看见MOS的Vds电压出现周期性的振荡。　　t3时刻，Q1再次开通，进入一个新的周期。　　在这个工作模式中，因为电感电流会到零，所以是电流不连续的DCM模式。有叫做能量完全转移模式，因为电感中储存的能量完全转移到了输出端。而二极管因为也工作在DCM状态，所以没有反向恢复的问题。但是我们应该注意到，DCM模式的二极管、电感和MOS漏极的峰值电流是大于上面的CCM模式的。　　需要注意的是在D

8、CM下的伏秒积的平衡是：　　Vin×(