① 反激式开关电源的原理
在开关管T关断期间变压器向输出电容器和负载提供能量,为反激变换器。
基本原理:
当开关晶体管Tr ton时,变压器初级Np有电流 Ip,并将能量储存于其中(E = LpIp / 2).由于Np与Ns极性相反,此时二极管D反向偏压而截止,无能量传送到负载.当开关Tr off 时,由楞次定律: (e = -N△Φ/△T)可知,变压器原边绕组将产生一反向电势,此时二极管D正向导通,负载有电流IL流通.反激式转换器之稳态波形
导通时间 ton的大小将决定Ip、Vce的幅值:
Vce max = VIN / 1-Dmax
VIN: 输入直流电压 ; Dmax : 最大工作周期
Dmax = ton / T
由此可知,想要得到低的集电极电压,必须保持低的Dmax,也就是Dmax<0.5,在实际应用中通常取Dmax = 0.4,以限制Vcemax ≦ 2.2VIN.
开关管Tr on时的集电极工作电流Ie,也就是原边峰值电流Ip为: Ic = Ip = IL / n. 因IL = Io,故当Io一定时,匝比 n的大小即决定了Ic的大小,上式是按功率守恒原则,原副边安匝数 相等 NpIp = NsIs而导出. Ip亦可用下列方法表示:
Ic = Ip = 2Po / (η*VIN*Dmax)η: 转换器的效率
公式导出如下:
输出功率 : Po = LIp2η / 2T
输入电压 : VIN = Ldi / dt设 di = Ip,且 1 / dt = f / Dmax,则:
VIN = LIpf / Dmax 或 Lp = VIN*Dmax / Ipf
则Po又可表示为 :
Po = ηVINf DmaxIp2 / 2f Ip = 1/2ηVINDmaxIp
∴Ip = 2Po / ηVINDmax
上列公式中 :
VIN :最小直流输入电压 (V)
Dmax :最大导通占空比
Lp : 变压器初级电感 (mH)
Ip : 变压器原边峰值电流 (A)
f ::转换频率 (KHZ)
② 电气隔离的反激式DC/DC变换器的工作原理是什么
电感储能,变压器隔离。
③ 为什么微型逆变器都用反激电路,反激电路有什么优点好处
1.wdx8137090 观点正确;
2.反激,就是逆变管截止期间输出能量(逆变管导通期间没有能量输出);
3.反激电路的好处是:能非常好地隔离输出电路对逆变器的影响。
④ RCD电路的详细工作原理
反激式开关电源的原理是:Q1导通时,T1原边储存磁能。Q1关断时,T1次边释放之前储存的能量。
Q1关断时,由电感电流不会突变的特性,原边励磁电感的电流因Q1关断而失去继续流动的通路,其产生的感应电动势将会很高以致Q1击穿损坏。加入RCD吸收保护电路后,感应电动势使二极管D正偏导通,励磁电感储存的磁能为电容C充电、被电阻R消耗,由电容端电压不会突变的特性,感应电动势的幅度被限制在不大的数值范围内,避免Q1击穿损坏。
⑤ 开关电源的正激式与反激式的区别!!!!
开关电源的正激抄式与反激袭式的区别如下:
一、原理不同:
1、正激式开关电源是指使用正激高频变压器隔离耦合能量的开关电源,与之对应的有反激式开关电源。
正激具体所指当开关管接通时,输出变压器充当介质直接耦合磁场能量,电能转化为磁能,磁能又转化为电能,输入输出同时进行。
2、“反激”(FLY BACK)具体所指当开关管接通时,输出变压器充当电感,电能转化为磁能,此时输出回路无电流;相反,当开关管关断时,输出变压器释放能量, 磁能转化为电能,输出回路中有电流。
二、优点不同
正激式开关电源优点: 功率比反激式开关电源大,输出变压器利用率高,适用于100W-300W的开关电源。
反击式开关电源优点:元器件少,电路简单,成本低,体积小,可同时输出多路互相隔离的电压。
三、缺点不同
正激式开关电源缺点:需要增加反电动势绕组,或拓补驱动,次级多加1个整流电感,成本高。
反激式开关电源缺点:开关管承受电压高,输出变压器利用率低,不适合作大功率电源 EMI比较大。
⑥ 反激式变压器的基本原理和工作方式
当开关晶体管Tr ton时,变压器初级Np有电流 Ip,并将能量储存于其中(E = LpIp / 2).由于Np与Ns极性相反,此时二极管D反向偏压而截止,无能量传送到负载.当开关Tr off 时,由楞次定律: (e = -N△Φ/△T)可知,变压器原边绕组将产生一反向电势,此时二极管D正向导通,负载有电流IL流通.反激式转换器之稳态波形
导通时间 ton的大小将决定Ip、Vce的幅值:
Vce max = VIN / 1-Dmax
VIN: 输入直流电压 ; Dmax : 最大工作周期
Dmax = ton / T
由此可知,想要得到低的集电极电压,必须保持低的Dmax,也就是Dmax<0.5,在实际应用中通常取Dmax = 0.4,以限制Vcemax ≦ 2.2VIN.
开关管Tr on时的集电极工作电流Ie,也就是原边峰值电流Ip为: Ic = Ip = IL / n. 因IL = Io,故当Io一定时,匝比 n的大小即决定了Ic的大小,上式是按功率守恒原则,原副边安匝数 相等 NpIp = NsIs而导出. Ip亦可用下列方法表示:
Ic = Ip = 2Po / (η*VIN*Dmax)η: 转换器的效率
公式导出如下:
输出功率 : Po = LIp2η / 2T
输入电压 : VIN = Ldi / dt设 di = Ip,且 1 / dt = f / Dmax,则:
VIN = LIpf / Dmax 或 Lp = VIN*Dmax / Ipf
则Po又可表示为 :
Po = ηVINf DmaxIp2 / 2f Ip = 1/2ηVINDmaxIp
∴Ip = 2Po / ηVINDmax
上列公式中 :
VIN : 最小直流输入电压 (V)
Dmax : 最大导通占空比
Lp : 变压器初级电感 (mH)
Ip : 变压器原边峰值电流 (A)
f : 转换频率 (KHZ) 反激式变压器一般工作于两种工作方式 :
1. 电感电流不连续模式DCM (Discontinuous Inctor Current Mode)或称 完全能量转换 : ton时储存在变压器中的所有能量在反激周期 (toff)中都转移到输出端.
2. 电感电流连续模式CCM ( Continuous Inctor Current Mode) 或称 不完全能量转换 : 储存在变压器中的一部分能量在toff末保留到下一个ton周期的开始.
DCM和CCM在小信号传递函数方面是极不相同的,其波形如图3.实际上,当变换器输入电压VIN 在一个较大范围内发生变化,或是负载电流 IL在较大范围内变化时,必然跨越着两种工作方式.因此反激式转换器要求在DCM / CCM都能稳定工作.但在设计上是比较困难的.通常我们可以以DCM / CCM临界状态作设计基准.,并配以电流模式控制PWM.此法可有效解决DCM时之各种问题,但在 CCM时无消除电路固有的不稳定问题.可用调节控制环增益编离低频段和降低瞬态响应速度来解决CCM时因传递函数 右半平面零点 引起的不稳定.
DCM和CCM在小信号传递函数方面是极不相同的.
DCM / CCM原副边电流波形图
实际上,当变换器输入电压VIN在一个较大范围内发生变化,或是负载电流 IL在较大范围内变化时,必然跨越着两种工作方式.因此反激式转换器要求在DCM / CCM都能稳定工作.但在设计上是比较困难的.通常我们可以以DCM / CCM临界状态作设计基准.,并配以电流模式控制PWM.此法可有效解决DCM时之各种问题,但在CCM时无消除电路固有的不稳定问题.可用调节控制环增益编离低频段和降低瞬态响应速度来解决CCM时因传递函数 右半平面零点 引起的不稳定.
在稳定状态下,磁通增量ΔΦ在ton时的变化必须等于在toff时的变化,否则会造成磁芯饱和.
因此,
ΔΦ = VIN ton / Np = Vs*toff / Ns
即变压器原边绕组每匝的伏特/秒值必须等于副边绕组每匝伏特/秒值.
比较图3中DCM与CCM之电流波形可以知道:DCM状态下在Tr ton期间,整个能量转移波形中具有较高的原边峰值电流,这是因为初级电感值Lp相对较低之故,使Ip急剧升高所造成的负面效应是增加了绕组损耗(winding lose)和输入滤波电容器的涟波电流,从而要求开关晶体管必须具有高电流承载能力,方能安全工作.
在CCM状态中,原边峰值电流较低,但开关晶体在ton状态时有较高的集电极电流值.因此导致开关晶体高功率的消耗.同时为达成CCM,就需要有较高的变压器原边电感值Lp,在变压器磁芯中所储存的残余能量则要求变压器的体积较DCM时要大,而其它系数是相等的.
综上所述,DCM与CCM的变压器在设计时是基本相同的,只是在原边峰值电流的定义有些区别 ( CCM时 Ip = Imax - Imin ).
⑦ 开关电源反激式控制电路的工作原理,要详细点的。
首先要知道反激拓扑是什么,了解反激拓扑后:
1
当开关管导通时候,变压器的初级线圈是用来储能的。
2
当开关管截止时候,由电感的原理可知,初级线圈靠近电源的一端产生反极性电压,传给二次侧。
开关管导通时,二次侧无输出。开关管截止时,二次侧有输出。