反激开关电源主电路工作原理.pdf

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1、反激开关电源一．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，存储在变压器中；开关管关断时，发激开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一下，经常作为辅助电源应用在控制系统中4.适合多输出小功率场合三．反激开关电源原理分析CCM模式1.开关管T导通电源电压Vin加在变压器

2、的初级绕组N1上，在次级绕组N2上产生感应电压N2diPVinuN2Vin，初级绕组电流线性增加，，电流iP最大值N1dtLP专业文档供参考，如有帮助请下载。VinVinIPmaxIPminDT，变压器铁心被磁化，磁通线性增加，()DT。LPN12.开关管T关断初级绕组开路，次级绕组工作，次级绕组电压uNVo，次级绕组电流线性下降，2diSVoVo，电流iS最小值ISminISmax(1D)T，变压器铁心去磁，磁通dtLLSSVo线性减小，()(1D)T。N2VoN2D1DN13.基本关系：()()，其中nVinN1(1D)n(1D

3、)N2N1Vin开关管T电压应力：VTVinVoN21DNV2o二极管D的电压应力：VDVoVinND11此时，负载电流Io等于二极管电流的平均值，即Io(ISminISmax)(1D)2N1IPminN2ISmin由变压器工作原理N1IPmaxN2ISmaxN21Vin可得IIDTPmaxoN1D2L1PN11N1VinIIIDTSmaxPmaxoN21DN22LP临界模式此时有IPmin0且ISmin0，则有下列式子成立：Vin初级绕组最大电流：IPmaxDTLPNV1in次级绕组最大电流：ISmaxDTN2LP1负载电流：Io

4、ISmax(1D)2专业文档供参考，如有帮助请下载。N1Vin临界连续状态下负载电流：IoGIoD(1D)TN22LPN1VinIoG取得最大值，IoG-maxN28LPf当D=0.5时，则有IoG4IoG-maxD(1D)，此为电感电流临界连续的边界。DCM模式电流断续时，设DT是IS续流的相对时间，根据磁通量的增加量和减少量VinVoN2Vin相等()()，可得DTDT，所以DDNNNV121oVo1因为ISmaxDT，IoISmaxDLS222VinD可得输出电压的表达式：Vo2LPfIoCCM模式临界模式DCM模式初级电流0

5、0IPmin最小值IPmin初级电流VVVininin最大值IPmaxIPminDTIPmaxDTIPmaxDTLPLPLPIPmax初级电流VinVinVin变化关系IPmaxIPminDTIPmaxDTIPmaxDTLPLPLP次级电流00ISmin最小值ISmin次级电流VoVinN1Vin最大值ISminISmax(1D)TIPmaxDTISmaxDTLSLPN2LPISmaxVVooIPmax(1D)TISmaxDTLSLS专业文档供参考，如有帮助请下载。次级电流VoVinN1Vin变化关系ISminISmax(1D)TI

6、PmaxDTISmaxDTLSLPN2LP负载电流111Io(ISminISmax)(1D)IoISmax(1D)IoISmaxD222Io磁通量增VinVinVin量()DT()DT()DTN1N1N1磁通量减VoVoVo量()(1D)T()(1D)T()DTN2N2N2输出电压22N2DN2DVinDVoVinVoVinVoVoN1(1D)N1(1D)2LPfIo四．CCM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1V，则初级绕组的电压为Vin1；开关管关断时，考虑二极管的正向压降1V，则次级绕组

7、的电压为Vo1。N1由伏秒法则可知，(Vin1)ton(Vo1)toff，且有tontoffT，可得N2ton(Vin1)TN2V1otonN11T。tofftonPoVoIcsrVoIcsr(1)，其中，Icsr表示TT功率与输入电流、输出电流的关系：Po次级电流下降斜坡的中间值，I。设定反激开关电源的效率是80%，则有csrtonVo(1)Tton1.25PoPo0.8Pin，所以Pin1.25PoVinIcpr，则初级电流的上升斜坡的中间值Icpr。TtonVinT专业文档供参考，如有帮助请下载。2.DCM模式N1VmsVin

8、匝数比：，Vms表示开关管可承受的最大关断电压。N2Vo1CCM模式tontoffTDCM模式tontoff0.8T匝数比N1VmsVinN1VmsVinN2Vo1N2Vo1导通时间N1N1T(Vo1)0.8T(Vo1)N2N2ton