返驰式(flyback)转换器

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1、返馳式(Flyback)轉換器輸入與輸出間有隔離之dc-dc轉換器為下圖A1a所示之返馳式電路。在開始分析時，下圖A1a使用包含磁化電感Lm之變壓器模型，如下圖A1c所示。當考慮開關性能(performance)與保護時，損失與漏電感效應是重要的。但整個電路操作用簡單變壓器模型是最好瞭解。注意變壓器繞組之極性如下圖所示。分析時之其他假設如下；1.輸出電容很大，使得輸出電壓V0為常數(constant)。2.電路操作於穩態下，即所有電壓與電流是週期性，在一切換週期內之起點與終點為相同點。3.開關之責任比為D，且閉合時間

2、為DT，打開時間為(1－D)T。4.開關與二極體為理想。返馳式轉換器之基本操作原理類似於2-1節之降昇壓式轉換器。當開關閉合時能量儲存於Lm內，而當開關打開時能量傳送至負載。電路以兩個開關住置來分析以求得輸入與輸出間關係。開關閉合時之分析在變壓器電源側(圖A1c)，解得變壓器磁化電感內之電流變化為(1)在變壓器負載側，，i2=0，i1=0(a)(b)(c)(d)圖A1(a)馳返式轉換器(b)使用包含磁化電感之變壓器模形(c)開關打開時之電路(d)開關閉合時電路因為二極體截止，則i2=0。所以當開關閉合，磁化電感Lm內

3、之電流會線性增加，且理想變壓器模型內之繞組沒有電流。記住在實際變壓器內，此意味著一次側繞組電流線性增加，而二次側繞組沒有電流存在。開關打開時之分析當開關打開時圖A1d，電感Lm內之電流無法瞬間變化，所以導通路徑必須經由理想變壓器之一次側。電流iLm流進一次側未標“●”端且必篢由二次側之未標“●”端離開。此為充許的因為二極體電流為正。假設輸出電壓仍保持為常數Vo，則變壓器二次側電壓變為－Vo。二次側電壓轉換回一次側，而在Lm兩端產生一電壓為開關打開時之電壓與電流為解得開關打開時變壓器磁化電感電流之變化為(2)因為在穩仳

4、操作下一週期之電感電流淨變化必須為零，解得Vo為(3)注意到返馳式轉換器之輸入與輸出關係類似於降昇壓式轉換器，但增加了變壓器系數比一項。當開關打開時其它電壓與電流為(4)注意開關打開時兩端之電壓大於電源電壓。在理想情況下，負載電阻所吸收功率必須與電源所送出功率相同，即或(5)平均電源電流Is與平均磁化電感電流之關係為(6)Is代入，則可得Lm(7)平均電感電流亦可表示為(8)tDTTΔiLm(a)tDTTis(b)tDTTiD(c)tiC(d)tVs(e)圖A2馳返式轉換器電流與電壓模型電感電流之最大最小值：(9)(

5、10)連續電流操作則需(10)式ILm,min>0。連續與非連續電流之邊界(boundary)為，其中f為切換頻率。解得連續電流操作之Lm最小值為(11)順向式轉換器之輸出架構與降昇壓式轉換器相同，所以兩轉換器之輸山漣波電壓也相同為：(12)