正激、反激、双管反激、推挽开关电路小结.pdfVIP

开关电源电路学习小结 1. 正激（Forward ）电路 正激电路的原理图如图1 所示： 图1、单管 激电路 1.1 电路原理图说明 单管 极电路由输入Uin、滤波电容C1、C2、C3 ，变压器Trans、开关管VT1、二极 管VD1、电感L1 组成。 其中变压器中的N1、N2、N3 三个线圈是绕在同一个铁芯上的，N1、N2 的绕线方向 一致，N3 的绕线方向与前两者相反。 1.2 电路工作原理说明 开关管VT1 以一定的频率通断 ，从而实现电压输出。当VT1 吸合时 ，输入电压Uin 被 加在变压器线圈N1 的两边 ，同时通过变压器的传输作用 ，变压器线圈N2 两边产生上正下 负的电压，VD1 向导通。Uin 的能量通过变压器Tran 传输到负载。 由于N3 的绕线方向与N1 的相反，VT1 导通时，N3 的电压极性为上负下正。 当VT1 关断时，N1 中的电流突然变为0 ，但铁芯中的磁 不可能突变，N1 产生反电 动势 ，方向上负下 ；N3 则产生上 下负的反向电动势 ，多出的能量将被回馈到Uin。 通过上述内容可以看到 W3 的作用，就是为了能使磁 连续而留出的电流通路，采用 这种接线方式后 ，VT1 断开器件 ，磁 的磁能被转换为电能送回电源。 如果没有N3 ，那么VT1 关断瞬间要事磁 保持连续 ，唯有两个电流通路 ：一是击穿开 关 ；二是N2 电流倒流使二极管反向击穿。击穿开关或二极管，都需要很高电压，使击穿后 电流以较高的变化率下降到零；而很高的电流变化率（磁通变化率）自然会产生很高的感生 电动势来形成击穿电压。 由此可见 ，如果没有N3 ，则电感反向时的磁能将无法回收到电源 ；并且还会击穿开关 和二极管。 1.3 小结 1) 正激电路使用变压器作为通道进行能量传输 ； 2) 正激电路中，开关管导通时 ，能量传输到变压器副边 ，同时存储在电感中 ；开关管 关断时，将由副边回路中的电感续流带载 ； 3) 正激电路的副边向负载提供功率输出，并且输出电压的幅度基本是稳定的。正激输 出电压的瞬态特性相对较好； 4) 为了吸收线圈在开关管关断时时的反电动势 ，需要在变压器中增加一个反电动势吸 收绕组，因此 激电路的变压器要比反激电路的体积大； 5) 由于 激电路控制开关的占空比都取0.5 左右 ，而反激电路的占空比都较小 ，所以 正激电路的反激电动势更高。 2. 反激（Flyback ）电路 反激电路的原理图如图2 所示： 图2、反激电路原理图 2.1 原理图说明 如图2 所示 ，反激电路由输入Uin ，滤波电容C1、C2、C3 ，变压器Tran ，二极管VD1 组成。其中，变压器的原边和副边的绕线方向相反。 2.2 工作原理 开关管以一定的频率导通关断，从而实现电压输出。VT1 导通时，Uin 加在变压器线圈 N1 两端 ，N1 的电动势上正下负 ；此时变压器副边线圈电动势上负下 ，二极管VD1 截止。 VT1 关断时 ，流过N1 的电流变为0 ，但是铁芯中的磁 将无法突变，N1 两边将产生 上负下 的电动势 ，此时变压器副边线圈电动势上正下负 ，二极管VD1 导通，副边线圈的 能量将被传递到负载。 2.3 小结 1 ）VT1 关断时，VT1 两边的电压等于输入Uin 的电压加上线圈N1 反激的电压，即开 关管VT1 关断时需要承受两倍的输入电压； 2 ）反激电路中，原边线圈还需要作为电感使用，变压器有直流电流成份,且同时会工 作于CCM / DCM 两种模式,故变压器在设计时较困难,反复调整次数较顺向式多,迭 代过程较复杂。 3. 双管反激电路 双管反激电路的电路原理如图3 所示： 图3.双管反激DCDC 3.1 原理图说明 双管反激电路由两个同时导通和关断的开关管VT1、VT2 ；两个钳位二极管VD1、VD2 ； 输入滤波电容C1、C2 ；输出滤波电容C3 ；输出整流二极管 VD3 ，高频变压器 Trans1 组 成。 钳位二极管在反激的过程中把开关管承受的峰值电压钳制在输入电源电压