反激开关电源主电路工作原理

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加在变压器的初级绕组N1上,在次级绕组N2上产生感应电压

uN2??N2diVVin,初级绕组电流线性增加,P?in,电流iP最大值

dtLPN1IP?max?IP?min?2. 开关管T关断

VinVDT,变压器铁心被磁化,磁通线性增加,??(?)?inDT。 LPN1初级绕组开路,次级绕组工作,次级绕组电压uN2?Vo,次级绕组电流线性下降,

diSVoV?,电流iS最小值IS?min?IS?max?o(1?D)T,变压器铁心去磁,磁通

LSdtLS线性减小,??(?)?Vo(1?D)T。 N2VoN2ND1D????,其中n?1 VinN1(1?D)n(1?D)N2VN1Vo?in N21?D3. 基本关系:??(?)???(?)?开关管T电压应力:VT?Vin?二极管D的电压应力:VD?Vo?VN2Vin?o N1D1(IS?min?IS?max)(1?D) 2此时,负载电流Io等于二极管电流的平均值,即Io?由变压器工作原理

N1IP?min?N2IS?minN1IP?max?N2IS?max

可得 IP?max?VN21Io?inDT

N11?D2LPIS?max?N1NV1IP?max?Io?1inDT N21?DN22LP临界模式

此时有IP?min?0且IS?min?0,则有下列式子成立: 初级绕组最大电流:IP?max?VinDT LPN1VinDT

N2LP次级绕组最大电流:IS?max?负载电流:Io?1IS?max(1?D) 2临界连续状态下负载电流:IoG?Io?N1VinD(1?D)TN22LP N1Vin

N28LPfIoG取得最大值,IoG-max?当D=0.5时,

则有IoG?4IoG-maxD(1?D),此为电感电流临界连续的边界。 DCM模式

电流断续时,设?D?T是IS续流的相对时间,根据磁通量的增加量和减少量相等??(?)???(?),可得

VinVNVDT?o?DT,所以?D?2inD N1N2N1Vo因为IS?max?Vo1?DT,Io?IS?max?D

2LS22VinD可得输出电压的表达式:Vo?

2LPfIo 初级电流最小值CCM模式 IP?min 临界模式 0 DCM模式 0 IP?min 初级电流最大值IP?max?IP?min?IP?max 初级电流变化关系 次级电流最小值VinDT LPVinDT LPIP?max?VinDT LPVinDT LPIP?max?VinDT LPVinDT LPIP?max?IP?min?IP?max?0 IP?max?0 IS?min IS?min 次级电流最大值IS?min?IS?max?IS?max Vo(1?D)T LSIP?max?VinDTLPVo(1?D)T LSIS?max?N1VinDT N2LPVo?DT LSIP?max?IS?max?

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