电源拓扑结构介绍正激和反激(第周).ppt

* * 正激式变换器 （Forward Converter）的介绍 Buck、Boost和Buck/Boost 变换器都是不隔离的直流变换器。（不隔离就是指输入和输出共地）。具有隔离的直流变换器也可按单管、两管和四管分类。单管隔离直流变换器有正激（forward)和反激（flyback)两种。 隔离式直流变换器都用变压器实现电气隔离。为了减小损耗和改善电力电子器件的工作条件，变压器各绕组应紧密耦合，尽量减小漏磁。 磁复位的引入： 正激直流变换器变压器铁芯的磁复位有多种方法，在输入端接复位绕组是最基本的方法，其次还有RCD复位，LCD复位和有源箝位等磁复位方法。下面介绍具有复位绕组的正激变换器。 变换器的介绍： Transformer introduction 变压器：原边（原级）primary side 和副边（次级）secondary side 原边电感（励磁电感）--magnetizing inductance 漏感---leakage inductance 副边开路或者短路测量原边电感分别得励磁电感和漏感 变压器的作用：1. 电气隔离； 2. 变比不同，达到电压升降； 3. 磁耦合传送能量； 4. 测量电压、电流。 原边（Primary side) 副边（secondary side) 磁复位绕组 (demagnetizing winding) W1 W2 W3 1. 复位绕组的正激变换器的结构 Forward converter with reset winding Forward 变换器实际上是降压式变换器中插入隔离变压器而成。变压器中有三个绕组，原边绕组W1，副边绕组W2，复位绕组W3,图中绕组符号标有“*”号的一端，表示变压器各绕组的同名端，也就是该绕组的始端。D3是复位绕组W3的串联二极管。下图a、b、c 给出了变换器在不同开关模态下的等效电路图。 (a) (b) (c) 正激变换器工作在不同模态的等效电路 2. 带复位绕组的正激变换器的工作原理分析 正激变换器的主要理论波形 下面讨论电感电流连续时forward变换器的工作原理： 1. 模态1 [对应于图 (a)] 在t=0时，Q1导通，Vin通过Q1 加在原边绕组W1上，因此铁芯磁化，铁芯磁通?增加： 在t=Ton时，铁芯磁通?的增加量为Vin/W1*D*Ts。 那么副边绕组W2上的电压为：Vw2=W2/W1*Vin=Vin/K12。 式中，K12=W1/W2是原边与副边绕组的匝比。 此时，整流二极管D1 导通，续流二极管D2截止，滤波电感电流iL1线性增加，这与buck变换器中开关管Q1导通时一样，只是电压为Vin/K12。 2. 模态2 [对应于图 (b)] 在Ton时刻，关断Q1，原边绕组和副边绕组中没有电流流过，此时变压器通过复位绕组进行磁复位，励磁电流iM从复位绕组W3经过二极管D3回馈到输入电源中去。那么复位绕组上的电压为：Vw3=-Vin；原边绕组上的电压为：Vw1=-K13*Vin；副边绕组上的电压为：Vw2=-K23*Vin。 式中，K13=W1/W3是原边与复位绕组的匝比， K23=W2/W3 是副边与复位绕组的匝比。 此时，整流二极管D1 关断，滤波电感电流iL1通过续流二极管D2续流，与buck变换器类似。 在此开关模态中，加在Q上的电压VQ为： VQ=Vin+K13*Vin。 电源电压Vin反向加在复位绕组W3上，故铁芯去磁，铁芯磁通?减小： W3*d?/dt=-Vin 铁芯磁通?的减小量为：Vin/W3*ΔD*Ts。 式中， ΔD=(Tr-Ton