Flyback(反激变换器)简介.pdf

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1、Flyback反激变换器反激变换器原理与设计简介原理与设计简介Preparedby：ShuncaiLeeDate：1Jun,2011大大纲纲ò一、反激变换器基本工作原理ò二、反激变换器的特点及其分类•特点-分类-分类--典型电路典型电路ò三、反激变换器的变压器设计及其结构反激变换器的变压器设计及其结构•DCM-CCM及CrCMò四、四、电路设计及电路设计及元器件选择•输入回路（EMI滤波，整流，滤波等）•功率开关管的设计、驱动与选择•初级漏感吸收网络设计•输出回路（整流，滤波）ò五、反激变换器控制芯片及反馈控制环路设计•控制芯片简介-峰值电流

2、模式控制-峰值电流模式控制ò六、反激变换器EMI设计与调试的几点建议PoweringtheFuture反激变换器基本工作原理_拓扑结构ò基本拓扑结构：SD–反激变换器就是隔离的Buck-boost+UiC电路，两者稳态电压增益方程相似LR+UoBuck-boostFlyback图1.1Buck-boost电路LUoD1D11M==M=Uo=⋅UiD2UiD2nUiNNC+2LR当≥1−D1临界或连续模式则：+RTsSDUoUoD1UoD11M==M==⋅Ui1D−1Ui1D−1n图1.2变形的Buck-boost电路2L2L当<1D1−非连续

3、模式则：D2那么：RTsRTs+UiNpNsUoD1UoD11CRM==M==⋅+Ui2LUi2LnDSURTsRTson=Np/Ns图1.3反激电路基本拓扑结构PoweringtheFuture反激变换器基本工作原理_工作过程ò反激变换器工作原理：Ipn=Np/Ns–工作过程分为两个阶段：开关S（UiMOSFETetc.)ON期间期间和和OFF期+NpNsC间+IoSDUo–ON期间：Vin加在变压器初级绕组上，初级电流上升斜率为+Vin/Lpri,变压器储存的磁能增加。图14TonTime1.4TonTimen=Np/Ns•次级二极管承受

4、反向电压次级二极管承受反向电压（（Vo+Vin/n)（理想条件下）Ui•电容C放电，提供能量给负载。+NpNsC+Io–Off期间：二极管全部（临界或连续SDUo）或部分时间（非连续）导通，次级的电流斜率是––Vo/Lsec.Vo/Lsec.Is图1.5ToffTime•开关S（MOSFET）上电压是（Vi+*VVin+n*Vo）（理想条件下）（理想条件下）IpIs/n•变压器给电容充电。–开关S在Ton→Toff,Toff→Ton开关瞬间，初次电流关系如下：tontoffttontofftIsTTIp=非连续连续n图1.6初级及次级等效电流

5、波形PoweringtheFuture反激变换器基本工作原理_稳态运行方程ò稳态运行方程：1.Ton时期Vi,LpVi,Lp为常数时初级绕组新增储能Lp为常数时新增储能以磁场量---磁感应强度B和磁场强度H以及磁芯体积V表示PoweringtheFuture反激变换器基本工作原理_稳态运行方程2.Toff时期Vo,Ls为常数时次级绕组Toff期间释放能量为Ls为常数时磁场量表示：稳态时，很明显不计损耗时：∆E=-∆E2PoweringtheFuture反激变换器基本工作原理_变压器工作状态方程3.独立电压方程4.受控电压方程Uavg为TD期间

6、加在绕组上电压的平均值D1为MOSFET导通期间，D2是二极管导通期间，连续时D1+D2=1;非连续时D1+D2<1,稳态时，伏秒积相等法则。PoweringtheFuture反激变换器基本工作原理_稳态时电压、电流和磁化A.非连续B.连续VpriVpriVinVinVs*nVsVsn*nIpIs/nIpIs/ntoffttofftontontTT传送能量传送能量ToffTon磁化/储能ToffTon磁化/储能去磁/释能磁芯损耗磁芯损耗去磁/释能PoweringtheFuture反激变换器基本工作原理_稳态时电压、电流和磁化A.非连续B.连续

7、UoIUoIooIIDIIDCAPCAPtontofftontttontfftofftonTTPoweringtheFuture反激变换器基本工作原理_电压电流阻抗折算电压：Un⋅I电流：n阻抗：Zn⋅2电阻：R⋅n2电感：Ln⋅2C电容：2nn，匝比，等于转换前的绕组匝数比上转换后的绕组匝数PoweringtheFuture反激变换器基本工作原理_气隙效应ò气隙效应---反激变压器为什么要加气隙？电感储能即电感周围磁场的能量，假定磁场是均匀分布，忽略边缘效应，有：气隙中的储能；比磁芯中大10来倍！PoweringtheFuture反激变换器

8、基本工作原理_气隙效应ò气隙效应---反激变换器依靠磁场储能的充放传递能量，增加气隙的目的就是在相同磁感应强度Bw下增加单周期磁场储能。磁芯达到饱和所需的功率增加，