反激开关电源主电路工作原理

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1、反激幵关电源一.定义：直流电压正好激励变压器的初级线圈时，变压器的次级线圈并没有向负载提供输出功率，而是仅在关断变压器初级线圈的激励电压后，才对负载提供输出功率。二.反激开关电源的主电路图2.1Buck-Boost变换器和单瑙反激式变換器结构阁开关管导通时，反激开关电源将电能转化为磁能，存储在变压器屮；开关管关断时，发激幵关电源再将存储的磁能转化为电能传送给负载。电路特点：1.结构简单，效率高，体积小，造价低2.输出纹波电压比较大3.输出功率一般在150W—下，经常作为辅助电源应用在控制系统屮4.适合多输出小功率场合-PndM仆通

2、XK(c)T久«•电遭《«TU图2.2反激戌变换器不同幵关模式F的等效电路三.反激开关电源原理分析CCM模式1.开关管T导通电源电压％加在变压器的初级绕组a上，在次级绕组;v2上产生感应电压uN=-^Vitl,初级绕组电流线性增加，=电流最大值N}dtLpV,/p.max=/P_mind变压器铁心被磁化，磁通线性增加，A)r,变压器铁心去磁，磁通初级绕组幵路，次级绕组工作，次级绕组电压次级绕组电流线性下降线性减小，ACD(=-^(

3、l-D)r3.基本关系：AO(+)=AO(-)vinN'(1-D)n(1-D)NV开关管T电压应力：二极管D的电压应力：W々，-D此时，负载电流<，等于二极管电流的平均值，即由变压器工作原理X’尸-min=^2^5-minN九_g=N2ls_inav可得尸一maxDT5-nua-临界模式此时有lmin=0且/s._min=o，则有下列式子成立:初级绕组最大电流：Ip_max—DTLp次级绕组最大电流：ismax=——orn2lp负载电流：NV临界连续状态下■电流：I()G取得最大值，当D=0.5时，<>G-maxAJk_;v2SLPf可

4、得含DTN'K因为/5-niaxLs1二o2*S-maxAD可得输出电压的表达式:y-p2lLPflo则有k=^oG.n^D^-D^此为电感电流临界连续的边界。DCM模式电流断续时，设.续流的相对时间，根据磁通量的增加量和减少量V]1V=^ADT，所以A£>=^^DCCM模式临界模式DCM模式初级电流J00最小值LP-minip—min初级电流最大值1—J1尸一max1尸一minv+^DTLPl—1尸-maxLPDT^P-maxV=-^DTLP1P-max初级电流v+^DTLPvv=^DTLP变化关系J-J1P-max2P-minT-

5、P-maxVinLPDTZp-max次级电流最小值^S-min00,S-min次级电流最大值W,5-min—,5-mavV--匕(l-D)TLs1—尸-maxK,DTAs’-maxHdt〜LPS-maxI=P-niaxVLsG-z))r,S-max=^ADTLs次级电流变化关系V4-.nin=’S-morLs八—=>dtLp/HdtVN2Lp负载电流lo=+UG-D)磁通量增量AOf+=^DT(+)N,AOr+=^DT(+)N}AOf+=^£>r㈩TV,磁通量减量/V2，，之(1膠(_)n2输出电压v=.Dv°N'(1-D)/wv=.D

6、V°N'(1-D)mv2d2v=m°^pfloUlCCM模式和DCM模式的分析和比较1.CCM模式开关管导通时，考虑开关管的压降为IV,则初级绕组的电压为-1;开关管关断时，考虑二极管的正向压降IV，则次级绕组的电压为％+1。由伏秒法则可知，且有^心=7可得=其中，hsr表示功率与输入电流、输出电流的关系：次级电流下降斜坡的中间值，=一一。设定反激开关电源的效率是80%，则有CSftKd-y)t125P弋=0.8匕，所以匕二1.25忍二％，则初级电流的上升斜坡的中间值1cpr=—oT阁3.1钕犋式反激式变挽8的电ift•分通竚*司又系

7、w匝数比：U，_v“>N2K+12.DCM模式vww表示开关管可承受的最大关断电压。CCM模式t()n^toff=TDCM模式ton^toff=0.87匝数比_Vms~Vinn2K+lN'义-K,7V2K+l导通时间N…T(y^ton~N(K,-i)+(K+i)

8、同等条件下，输出性能会比较好，功率损耗也比较小。1.变压器的励磁电感小从而响应快，输出负载电流和输入电压突变时，输山电压的瞬态尖峰小。2.续流二极管完全恢S后开关管才导通，幵关管没有反向恢复尖峰电流。3.变