反激式开关电源电路结构图及工作原理

单端反激式变换器是在(buck-boost)电路基础上变换过来的,是一种输出电压既可低于也可高于输入电压的单管隔离变换器,其输出电压的极性与输入电压相反,因此称其为flyback——反激式变换器,对于反激电源,小功率的效率比较难做上去,大功率相对来说会容易一些,根据经验,一般100w的反激电源效率做到85%以上算不错!
关键词:反激电源;
01电路结构图
如图1-1所示,是单端反激电源的基本结构图:
图1-1 反激电源结构图
图1-1电路图工作特点是当开关管vt1导通时,将电源的能量存储在变压器中,即变压器的一次侧电感lp存储能量,当开关管vt1截止时,将导通期间存储的能量传递给二次侧负载,因此存在能量从一次侧到二次侧的传递。
02工作原理
反激式开关电源的工作过程分为两个阶段:开关管vt1的on期间和off期间。
on期间:
变压器t初次绕组np有电流ip,并将能量存储在其中,初次绕组能量值为:
由于初级绕组与次级绕组的极性相反,此时次级输入整流二极管vd1反向偏压截止了,所以在开关管vt1的on期间,无能量传送到负载。
初级电流上升斜率为:
次级二极管承受反向电压:
其中n为变压器变比,为:
设变压器在t=ton时,导通时间结束,一次电流从一个最小值ipmin开始线性增长到ipmax,则一次侧电流的表达式为:
在ton期间,根据电磁感应定律,可以计算磁通的增加量为:
off期间:
在开关管vt1关断的时间内,变压器原边绕组np将产生一反向反电动势,此时输出整流二极管vd1正向导通,负载有电流i流通,二极管就导通了,此时次级绕组的电流斜率为:
开关管vt1上的电压为:
当t=ts时,即截止期间off结束时下降到最小值ismin,其值为:
在开关管截止期间,变压器同时完成了去磁的作用,磁通量线性减小了,截止期间off内,减小的值为:
图1-2为次级绕组等效电流波形:
图1-2 次级电流波形
总结:
根据磁通平衡原理,增加的磁通等于减小的磁通,即:
从式(1.11)即可求得输出电压关系式为:
开关管vt1承受的电压为:
从式(1.13)可知开关管vt1关断瞬间,其ds电压会很高!!
整流二极管vd1截止时承受的电压为:
输出平均电流为:

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