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1、通信电源技术2008年1月25日第25卷第1期TelecomPowerTechnologiesJan.25,2008,Vol.25No.1文章编号:100923664(2008)0120058204设计应用反激式开关电源的能量分析1,2沈跃(1.中国石油大学石油工程教育部重点实验室,北京102249;2.中国石油大学物理科学与技术学院,山东东营,257061)摘要:结合能量和电路分析方法,详细探讨了反激式开关电源在DCM和CCM两种工作模式下的能量状态与电路状态以及影响输出功率的因素。研究表明,工作于C
2、CM模式下的开关电源,其占空比并不是严格不变,在主线路电压大范围变化时,系统会自动调整占空比以保证功率的恒定输出。在输出负载变化时,系统占空比保持基本恒定,但通过自动调整变压器初级的初始电流使输出功率满足要求,以保证输出电压的稳定。DCM模式下通过减小变压器的初级电感量或降低振荡频率,可以获得较大的电感储能使输出功率增加。关键词:反激式开关电源;能量分析;变压器;脉冲占空比;非零状态响应;时间常数中图分类号:TN86文献标识码:AEnergyAnalysisfortheFlybackModeSwitch
3、ingConverter1,2SHENYue(1.MOEKeyLaboratoryofPetroleumEngineeringinChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249,China;2.CollegeofPhysicsScienceandTechnology,ChinaUniversityofPetroleum,Dongying257061,China)Abstract:Inthispaperadetailanalysisismadeforanalyzingth
4、eenergystatusandcircuitstatusandthefactorsofinfluencingoutputpowerofaflybackmodeswitchingconverterinDCMandCCMcombiningwithenergyanalysisandcircuitanalysismethod.Studyandanalysisshowsthatthesystemicdutyisnotstationarybutchangesforkeepingtheinvariablepower
5、outputwhenthemainlinevoltagechanginginalargescaleandkeepsinvariablenessfortheoutputvoltagestabilizationbyautomaticadjustingtheinitialcurrentoftheprimarycoilofthetransformerintheCCMonlywhentheloadchanges.Decreasingtheinductorvalueoftheprimarycoilofthetran
6、sformerordecreasingtheoscillatorfrequencyoftheswitchingconvertercanacquirelargerenergystorageinthein2ductorformorepoweroutputinDCM.Keywords:flybackmodeswitchingconverter;energyanalysis;transformer;impulseduty;nonzero2stateresponse;timecon2stant反,在完全能量转换方
7、式下,通过改变脉冲占空比保证0引言输出电压的稳定,图1为基本电路和工作波形图。反激式开关电源存在电感电流不连续模式DCM(完全能量转换)和电感电流连续模式CCM(不完全能[1]量转换)两种工作模式,不管采用那种能量转换模式,均要求开关电源有稳定的工作状态。完全能量转换时,变压器在储能周期中储存的所有能量在反激周期全部传送出去;不完全能量转换时,变压器在储能周期中储存的所有能量在反激周期一部分传送出去,另一部分一直保持到下一个储能周期。本文结合能量和图1反激式开关电源的基本电路电路分析方法,详细探讨了两种
8、工作模式下开关电源和完全能量转换工作波形图变压器的能量状态与电路状态以及影响输出功率的因晶体管VT导通期间ton,变压器初级线圈N1电感素,为反激式开关电源的参数设计及变压器设计提供开始充电,电流由零线性上升,设电感电流为:i=Kt,了相关理论依据。电感电压:uL1=L1(di1/dt),电感瞬时电功率:pL1=uL11完全能量转换模式的能量分析i1,则电感在ton期间的储能为:tontontondi1反激式开关电源的变压器初级极性与次级极
