單端反激式變換器是在(BUCK-BOOST)電路基礎(chǔ)上變換過(guò)來(lái)的,是一種輸出電壓既可低于也可高于輸入電壓的單管隔離變換器,其輸出電壓的極性與輸入電壓相反,因此稱其為Flyback——反激式變換器,對(duì)于反激電源,小功率的效率比較難做上去,大功率相對(duì)來(lái)說(shuō)會(huì)容易一些,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),一般100W的反激電源效率做到85%以上算不錯(cuò)!
關(guān)鍵詞:反激電源;
01電路結(jié)構(gòu)圖
如圖1-1所示,是單端反激電源的基本結(jié)構(gòu)圖:
圖1-1 反激電源結(jié)構(gòu)圖
圖1-1電路圖工作特點(diǎn)是當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT1導(dǎo)通時(shí),將電源的能量存儲(chǔ)在變壓器中,即變壓器的一次側(cè)電感Lp存儲(chǔ)能量,當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT1截止時(shí),將導(dǎo)通期間存儲(chǔ)的能量傳遞給二次側(cè)負(fù)載,因此存在能量從一次側(cè)到二次側(cè)的傳遞。
02工作原理
反激式開(kāi)關(guān)電源的工作過(guò)程分為兩個(gè)階段:開(kāi)關(guān)管VT1的ON期間和OFF期間。
ON期間:
變壓器T初次繞組Np有電流Ip,并將能量存儲(chǔ)在其中,初次繞組能量值為:
由于初級(jí)繞組與次級(jí)繞組的極性相反,此時(shí)次級(jí)輸入整流二極管VD1反向偏壓截止了,所以在開(kāi)關(guān)管VT1的ON期間,無(wú)能量傳送到負(fù)載。
初級(jí)電流上升斜率為:
次級(jí)二極管承受反向電壓:
其中n為變壓器變比,為:
設(shè)變壓器在t=Ton時(shí),導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束,一次電流從一個(gè)最小值ipmin開(kāi)始線性增長(zhǎng)到ipmax,則一次側(cè)電流的表達(dá)式為:
在Ton期間,根據(jù)電磁感應(yīng)定律,可以計(jì)算磁通的增加量為:
OFF期間:
在開(kāi)關(guān)管VT1關(guān)斷的時(shí)間內(nèi),變壓器原邊繞組Np將產(chǎn)生一反向反電動(dòng)勢(shì),此時(shí)輸出整流二極管VD1正向?qū)?,?fù)載有電流I流通,二極管就導(dǎo)通了,此時(shí)次級(jí)繞組的電流斜率為:
開(kāi)關(guān)管VT1上的電壓為:
當(dāng)t=Ts時(shí),即截止期間OFF結(jié)束時(shí)下降到最小值Ismin,其值為:
在開(kāi)關(guān)管截止期間,變壓器同時(shí)完成了去磁的作用,磁通量線性減小了,截止期間OFF內(nèi),減小的值為:
圖1-2為次級(jí)繞組等效電流波形:
圖1-2 次級(jí)電流波形
總結(jié):
根據(jù)磁通平衡原理,增加的磁通等于減小的磁通,即:
從式(1.11)即可求得輸出電壓關(guān)系式為:
開(kāi)關(guān)管VT1承受的電壓為:
從式(1.13)可知開(kāi)關(guān)管VT1關(guān)斷瞬間,其DS電壓會(huì)很高!!
整流二極管VD1截止時(shí)承受的電壓為:
輸出平均電流為: