讲义Flyback电路原理
FLYBACK设计
FLYBACK设计FLYBACK(又称为回放式电源转换器或反馈电源回路)是一种常见的开关电源拓扑结构,它是一种离散电源转换器,为DC-DC电路提供稳定的输出电压。
FLYBACK设计需要考虑的因素包括输入电压范围、输出电压和电流要求、功率损耗、稳定性和效率等。
FLYBACK基本原理是通过变压器进行能量传递。
变压器由输入端的电感、输出端的电感和绕组匝数的比值组成。
当开关管导通时,电感储存能量;当开关管关断时,能量通过二极管传递给输出端。
通过调整开关管的导通时间,可以实现输出电压的调节。
FLYBACK设计的第一步是确定输入电压范围和输出电压要求。
输入电压范围通常由您的应用需求决定,而输出电压需要根据所驱动的负载电路来选择。
例如,如果需要驱动一组LED灯,输出电压应与LED的电压匹配。
您可能还需要考虑到电压的调整范围和调整精度。
第二步是选择适当的电力元件,如变压器、开关管和二极管等。
变压器的匝比决定了输入电压和输出电压的比例,因此需要根据输出电压来选择合适的变压器。
开关管的选择也很重要,您需要选择具有适当承载电流和开关频率的开关管。
二极管应具有足够的反向耐压和快速恢复时间。
第三步是设计控制电路。
控制电路的作用是实时监测输出电压并调整开关管的导通时间。
一种常见的控制电路是基于反馈的控制方法。
它通常由比较器、误差放大器和PWM控制器组成。
误差放大器通过比较设定值和实际输出电压来产生误差信号,然后传递给比较器。
比较器会将误差信号与参考信号进行比较,并产生PWM信号,控制开关管的导通时间。
最后一步是进行性能和稳定性分析。
您需要进行电路稳定性、转换效率和功率损失等方面的计算和测试。
这些分析可以帮助您优化设计,提高转换效率并降低功率损耗。
总之,FLYBACK设计需要考虑输入输出电压、功率因数校正、电流调节、短路保护、过电压保护等各项设计指标。
通过选择适当的电力元件,设计合适的控制电路并进行性能和稳定性分析,可以实现高效且稳定的DC-DC电路。
反激式开关电源(flyback)环路设计基础
反激式开关电源(flyback)是一种常见的电源结构,广泛应用于电子设备中。
它具有结构简单、成本低廉、效率高等优点,在消费电子、工业控制和通信设备等领域被广泛应用。
本文旨在介绍反激式开关电源环路设计的基础知识,包括工作原理、设计步骤和注意事项。
一、反激式开关电源的工作原理1.1 反激式开关电源的基本结构反激式开关电源由输入滤波器、整流桥、高频变压器、功率开关器件、输出整流滤波器、控制电路等组成。
其中,高频变压器是反激式开关电源的关键部件,通过变压器实现输入电压的隔离和变换,功率开关器件则控制变压器的工作状态,实现电源的调节和稳定输出。
1.2 反激式开关电源的工作原理反激式开关电源通过功率开关器件周期性地将输入电压斩波,将输入电能存储在变压器的磁场中,然后再将其转换为输出电压。
在工作周期的后半段,存储的能量释放到输出负载上,从而实现对输出电压的调节。
通过控制功率开关器件的导通时间和断态时间,可以实现对输出电压的调节和稳定。
二、反激式开关电源环路设计的基础知识2.1 反激式开关电源的设计步骤(1)确定电源的输入输出参数:包括输入电压范围、输出电压、输出电流、负载调整范围等;(2)选择功率开关器件和高频变压器:根据电源的输入输出参数和工作频率选择合适的功率开关器件和高频变压器;(3)设计反激式开关电源的控制电路:根据所选的功率开关器件和高频变压器设计相应的控制电路,包括PWM控制电路、电源启动电路等;(4)设计输入输出滤波器和保护电路:设计输入输出滤波器,保证电源的输入输出稳定和干净,设计过压、过流、过温等保护电路,保证电源的安全稳定工作。
2.2 反激式开关电源环路设计的注意事项(1)磁性元件的设计:高频变压器和输出感应元件的设计是整个反激式开关电源设计的关键,应合理设计磁芯、线圈匝数等参数,保证磁性元件承载功率、效率和体积的平衡;(2)功率开关器件的选择和驱动:应选择合适的功率开关器件,并设计合理的驱动电路,保证功率开关器件的可靠工作和转换效率;(3)控制电路的设计:应根据功率开关器件的工作特性和工作频率设计合适的PWM控制电路和反馈控制电路,保证电源的稳定可调;(4)输入输出滤波器和保护电路的设计:应合理设计输入输出滤波器和保护电路,保证电源的输入输出稳定和安全可靠。
Flyback线路双组电源模块工作原理及检修
Flyback線路雙組工作原理及檢修一、基本組成﹕1.開關啟動線路﹕Q3﹑R1﹑R15﹑R16﹑R17﹑DZ2﹑Cx1﹑Cx22.輔助電源線路﹕D1﹑N3﹑R3﹑C1a﹑C1b﹑DZ1﹑R23.箝制線路﹕Dq1﹑Cq1﹑Rq14.斜率補償線路﹕Q4﹑R10﹑R9﹑C35.555過電流保護線路﹕U2﹑R11﹑C7﹑R13﹑C8﹑R12﹑D5﹑R186.開關管﹕Q1﹑R4﹑R5﹑C57.偵測線路﹕CT1﹑D4﹑R6﹑R14﹑R19﹑C48.集成線路﹕U1﹑R7﹑C29.輸出整流線路﹕D21﹑D2210.儲能濾波線路﹕C20, C21﹑L21﹑L22, C22﹑C23, CY111.回授穩壓線路﹕R21﹑光電耦合器(PH1A﹑PH1B)﹑DZ3﹑R25﹑R23﹑R26﹑C24﹑R24﹑U2112.變壓器﹕T1二、基本工作原理﹕開機時﹐輸入電壓+Vin經Q3﹑Q2給C1a﹑C1b充電﹐給U1第7腳提供工作電壓﹐第2﹑5腳接地﹐使第4腳與外圍元件R7﹑C2產生+5V的Vref三角波給U1內部電路使用﹐第6腳輸出方波(第4,6腳波形如附圖中)﹐經R4控制開關管Q1開關﹕當第6腳方波正半周T ON時Q1導通﹐產生I D電流﹐使變壓器T1的N1(初級)儲能﹔當第6腳方波負半周T OFF時Q1截止,N1中的儲能釋放N2(次級)經D21輸出半波整流﹐C21﹑L21﹑C22濾波後為直流電壓+V out﹔當U1正常工作後﹐輔助繞組N3由於變壓器的關系﹐將N2(次級)的電壓電流耦合過來經D1半波整流﹐D21箝位﹐將U1的第7腳穩定為11~12V;當輸出電壓+V out波動時﹐光電耦合器U21動作﹕R23﹑R24給U21提供基准工作電壓﹐光電耦合器的發光強度來控制內部接收元件﹐從而改成U1第1腳的電壓﹐經U1內部比較器﹐改變第6腳輸出方波脈寬T ON﹑T OFF(開關時間)﹐頻率一定﹐來達到穩定輸出電壓+V out。
三﹕檢修步驟在測試中有不良時﹐測試人員前不急于動烙鐵﹐拿B7W-2412D10生產作業指導書之組立圖與不良品對照看是否有如下現象﹕1﹕元件虛焊…………………………………………….. 加錫2﹕元件﹐PCB板上是否有錫流而造成短路…………. 清除錫流3﹕元件位置與生產作業指導書之組立圖不對應…… 元件位置與組立圖對應4﹕變壓器N1,N2,N3各組線位置是否錯焊………………依據組立圖焊接三無1﹕開關啟動線路﹕Q3﹑R1﹑R15﹑R16﹑R17﹑DZ2﹑Cx1﹑Cx22﹕變壓器﹕T13﹕集成線路﹕U1﹑R7﹑C24﹕輸出整流線路﹕D21﹑D22輸出電壓空載正常﹐滿載無1﹕輔助電源線路﹕D1﹑N3﹑R3﹑C1a﹑C1b﹑DZ1﹑R22﹕變壓器﹕T13﹕回授穩壓線路﹕R21﹑光電耦合器(PH1A﹑PH1B)﹑DZ3﹑R25﹑R23﹑R26﹑C24﹑R24﹑U214﹕偵測線路﹕CT1﹑D4﹑R6﹑R14﹑R19﹑C45﹕儲能濾波線路﹕C20, C21﹑L21﹑L22, C22﹑C23 ﹐CY1輸出電壓空載正常﹐滿載低1﹕回授穩壓線路﹕R21﹑光電耦合器(PH1A﹑PH1B)﹑DZ3﹑R25﹑R23﹑R26﹑C24﹑R24﹑U212﹕偵測線路﹕CT1﹑D4﹑R6﹑R14﹑R19﹑C4輸出電壓空載滿載高1﹕回授穩壓線路﹕R21﹑光電耦合器(PH1A﹑PH1B)﹑DZ3﹑R25﹑R23﹑R26﹑C24﹑R24﹑U21輸入電流高1﹕變壓器﹕T12﹕555過電流保護線路﹕U2﹑R11﹑C7﹑R13﹑C8﹑R12﹑D5﹑R183﹕開關管﹕Q1﹑R4﹑R5﹑C54﹕偵測線路﹕CT1﹑D4﹑R6﹑R14﹑R19﹑C4輸出短路時﹐輸入電流高1﹕555過電流保護線路﹕U2﹑R11﹑C7﹑R13﹑C8﹑R12﹑D5﹑R182﹕開關啟動線路﹕Q3﹑R1﹑R15﹑R16﹑R17﹑DZ2﹑Cx1﹑Cx224V時,輸出漣波長1﹕儲能濾波線路﹕C20, C21﹑L21﹑L22, C22﹑C23, CY12﹕變壓器﹕T1四﹕測試時注意事項1﹕檢修不良品焊接時烙鐵溫度必須依據生產作業指導書焊接之規定2﹕測試時電子負載必須夾上偵測線3﹕測試人員必須帶靜電環D:\DC-DC戈4。
Flyback正激变换器的工作原理
第1章Flyback正激变换器的工作原理1.1 引言有隔离变换器的DC/DC变换器按照铁芯磁化方式,可分为双端变换器(全桥、半桥、推挽等)和单端变换器(正激式、反激式等)。
和双端变换器比较,单端变换器线路简单、无功率管共导通问题、也不存在高频变换器单向偏磁和瞬间饱和问题,但由于高频变换器只工作在磁滞回线一侧,利用率低。
因此,它只适用于中小功率输出场合。
单端正激变换器是一个隔离开关变换器,隔离型变换器的一个根本特点是有一个用于隔离的高频变压器,所以可以用于高电压的场合。
由于引入了高频变压器极大的增加了变换器的种类,丰富了变换器的功能,也有效的扩大了变换器的使用范围。
单端正激变换器拓扑以其结构简单、工作可靠、成本低廉而被广泛应用于独立的离线式中小功率电源设计中。
在计算机、通讯、工业控制、仪器仪表、医疗设备等领域,这类电源具有广阔的市场需求。
当今,节能和环保已成为全球对耗能设备的基本要求。
所以,供电单元的效率和电磁兼容性自然成为开关电源的两项重要指标。
而传统的单端正激拓扑,由于其磁特性工作在第一象限,并且是硬开关工作模式,决定了该电路存在一些固有的缺陷:变压器体积大,损耗大;开关器件电压应力高,开关损耗大;dv/dt和di/dt大等。
为了克服这些缺陷,提出了有源钳位正激变换器拓扑,从根本上改变了单端正激变换器的运行特性,并且能够实现零电压软开关工作模式,从而大量地减少了开关器件和变压器的功耗,降低了dv /dt和di/dt,改善了电磁兼容性。
因此,有源钳位正激变换器拓扑迅速获得了广泛的应用。
本章主要介绍Flyback型有源箝位正激变换器的稳态工作原理与电路设计。
1.2 Flyback 型有源箝位正激变换器稳态工作原理有源箝位正激变换器由有源箝位支路和功率输出电路组成。
有源箝位支路由箝位开关和箝位电容串联组成,并联在主开关或变压器原边绕组两端。
利用箝位电容及开关管的输出电容与变压器绕组的激磁电感谐振,创造主开关和箝位开关的ZVS 工作条件,并在主开关关断期间,利用箝位电容的电压限制主开关两端的电压基本保持不变,从而避免了主开关过大的电压应力;另一方面,在正激变换器中采用有源箝位技术还可实现变压器铁芯的自动磁复位,并可以使激磁电流沿正负两个方向流动,使其工作在双向对称磁化状态,提高了铁芯的利用率。
Flyback开关电源工作原理及测试关键要点
)
U0 L2
(t
ton )
Flyback工作原理
1. 磁通连续的工作状况
IF
: toff
L2 Uo
i2max
i2
NP N2
(U in LP
ton
I
P
m
in
)
U0 L2
(t
ton )
U0
N2 NP
ton toff
U in
Dt 1 Dt
Uin n
Dt
ton TS
7. PWM控制IC/OB2263框图
Flyback电路分析和测试要点
Flyback电路设计
隔离反激电源的结构框图
EMI
整流滤波
变压器
次级整流滤波
输出
开关器件
采样反馈
PWM 控制IC 隔离器件 高压区域
低压区域
Flyback电路设计
Flyback电路设计
1. 保险管的选取
作用:安全防护。在电源出现异常时,为了保护核心器件不受到损坏。
2P0
DtU in
2I0
(1 Dt )n
2TS I0
(TS ton )n
Flyback工作原理
3. 磁通不连续的工作状况
IF : toff
L2 Uo
i2max
i2
NP N2
(U in LP
ton
)
U0 L2
(t
ton )
Vce
Uin
NP N2
U0
I PK
U tin on LPth
flyback原副边电流关系 -回复
flyback原副边电流关系-回复Flyback变压器是一种常见的开关电源变压器,广泛应用于各种电子设备中。
它的工作原理与普通变压器有所不同,其中一个重要的关系就是其原边和副边电流之间的关系。
本文将一步一步回答关于flyback原副边电流关系的问题。
Flyback变压器的结构和原理首先,让我们了解一下Flyback变压器的结构和工作原理。
Flyback变压器主要由一个磁性芯、一个原边线圈和一个副边线圈组成。
原边线圈由交流电源驱动,副边线圈则通过开关管控制以产生输出电压。
当开关管导通时,原边线圈会储存能量,而当开关管关闭时,储存的能量通过磁耦合传输到副边线圈。
Flyback变压器的开关周期Flyback变压器的工作周期分为两个阶段:导通阶段和断开阶段。
在导通阶段,开关管导通,原边线圈储存能量;而在断开阶段,开关管关闭,储存的能量通过磁耦合传输到副边线圈。
这两个阶段的时间比例称为开关周期。
开关周期的长度由开关管的导通时间和断开时间决定。
Flyback原边电流当开关管导通时,原边线圈会接收电源的电流,并将其转化为磁能。
根据电流连续性原理,原边电流的平均值与副边电流的平均值应相等,即:I_primary_avg = I_secondary_avg其中,I_primary_avg代表原边电流的平均值,I_secondary_avg代表副边电流的平均值。
Flyback副边电流当开关管关闭时,存储在原边线圈中的能量通过磁耦合传输到副边线圈。
副边电流的变化与原边电流的变化成反比,即原边电流下降,副边电流增加。
这是由于变压器的能量守恒原理所决定的。
根据变压器的能量守恒原理:V_primary_avg ∙ I_primary_avg ∙ t = V_secondary_avg ∙I_secondary_avg ∙ t其中,V_primary_avg代表原边电压的平均值,V_secondary_avg代表副边电压的平均值,t代表开关周期的长度。
一个FLYBACK电路讲解
此开关电源属于自激式开关电源,三极管13003为电源开关管,C945为过流保护三极管管,10欧电阻为过流取样电阻,二极管4148这里作为0.7V稳压二极管使用,作为过流保护的门槛电压。
当取样电压高于0.7V时二极管4148导通,使三极管C945也导通(忽略C945输入电阻的电压降),从而使电源开关管13003输入电压被旁路,电源开关管13003被截止,以达到过流保护的目的,此保护电路一般在电源开机时和输出短路或负载过重是起作用。
二极管4007为50周半波整流二极管,10欧输入电阻的作用,一个是限制浪涌电流,防止4007整流二极管过流损坏,另一个作为保险丝使用,可以节省一个保险丝。
510K电阻为电源开关管13003的起振电阻,电源开关管13003产生自激振荡主要靠变压器初级线圈与正反馈线圈产生的互感电动势来驱动。
1K电阻与2700P电容是正反馈电路,流过1K 电阻的电流是一个锯齿波电流(实际上是一个按指数曲线变化的电流),当流过1K电阻的电流(即电源开关管13003的基极电流)不能保证电源开关管13003的集电极电流继续增长时,电源开关管13003将由导通变为截止,即:自激振荡的一个周期结束。
因此,改变1K电阻与2700P电容的时间常数就可以改变开关电源的振动频率。
6.2V稳压二极管为限幅二极管,其作用是对电源开关管13003的输入信号进行限幅,防止振荡过强(过激励)。
22u电解电容两端的电压与6.2V稳压二极管的击穿电压之和,就是限制振荡过强的限幅电压值,而22u电解电容两端的电压是随着反馈电压负半周幅度的大小(与电源输出电压成正比,通过整流二极管4148对反馈信号整流得到),而同步变化的,因此他有起到自动调节振荡强度和稳定输出电压的作用,改变稳压二极管的数值就可以改变输出电压的幅度。
82K电阻和4700P电容以及4007二极管为开关变压器漏感产生的高压反电动势吸收及阻尼电路,其作用是防止三极管13003过压击穿。
适合初学者-Flyback电路分析与设计原理
【初学版】flyback的分析和设计大家最早可能接触,也是可能接触最多的电路拓扑应该是flyback.至少我刚刚接触电源的时候,最先就是flyback.不会设计,连分析也不懂,唯一能做的是模仿(额,难听点就是抄袭了:( ).这样子的状态持续了一段时间后,才开始慢慢的有一些了解.为了让初学者能更快的上手,少走弯路,于是有了这一章.为了分析flyback电路,我们从flyback的源头开始说吧.Flyback是从最基本的三种电路中的buck-boost演变而来的.所以对buck-boost的分析,一定有助于对flyback的分析,而且buck-boost看起来似乎要比flyback简单,至少它没有变压器吧.为了证明我没有骗你,下面将要开始来对buck-boost进行演变,最终会演变成flyback.图一图一 是buck-boost的原型电路. 把电感L绕一个并联线圈出来,如图二:图二把L的2个并联线圈断开连接,并且改变圈数比,改为:1:n,如图三:图三把图三中的二极管沿着所在回路移动,变成阴极朝外的样子,并且,改变输出电压V和接地的位置如图四:图四把图四中的Q顺着回路移动到变压器下方,如图五:图五把图五的电路,重新整理一下成图六.^_^,这样子和你见到的flyback有点像了吧.图六以上说明,我们研究buck-boost的行为特性,对研究flyback的行为特性有很大的帮助.1. 电路工作在连续状态(CCM),也就是说电感电流L是连续的,任何时候电感中总存在电流.(电路的另一种工作状态DCM将在以后的章节中分析)2. 在一的假设下,电路工作就可以分成2个状态,状态1,Q开通,二极管D关断,这个状态时间长度为t1, ,Ts为周期,这个状态记为d,状态2,Q关断,二极管D开通,这个状态记为 ,d' =1-d.3. 电感L中的电流 纹波和电容C上的电压纹波相对其直流分流来说都很小.一个好的设计,要求输出的电压纹波总是很小,所以,C的纹波小,总是成立的.4. 所有的损耗都不讨论先.即,电路所有原件是理想的.5. 电路工作在一个稳定的状态下.第一个工作状态:mosfet Q开通,二极管D关断.如图八所示:图八列写状态方程:(1)(2)因为有前面的假设,所以2可以简化为:(3)状态1的持续时间为 dTs.第二个工作状态:Mosfet Q关断,二极管D开通.如图九所示:图九(4)(5)状态2持续时间为(1-d)Ts,记为d'Ts.由于这是一个和谐的电路,所以有:(6)(7)解等式 6 和 7 ,并利用 d+d' =1可得:(8)(9)从等式 8 看到了在CCM模式下面buck-boost的直流增益,因为flyback是从buck-boost变来的,所以我们猜测flyback的直流增益应该和这个有些像(具体见后文推导).从等式 9 看到了在CCM模式下面buck-boost的电感的平均电流就等于输出的电流除以d'.接着马上研究一下mosfet和D所承受的电压.在状态1,二极管D关断,所承受的反压为:(10)利用等式8的结果,则(10)可以写为: (11)同理可在状态 2 计算Mosfet所承受的电压: (12)等式 11 和等式 12 在告诉我们,占空比 d 越大,输出电压V的值越高,Mosfet和二极管D所承受的电压越高(好像是废话,输出电压越高,直观来说器件所承受的电压也越高嘛).等式 11 和等式 12,不仅仅验证了这个直观的想法,而且定量的给出了电压的大小,这个是有意义的事情.下面研究一下这个电路中的电流吧.电感的平均电流i等式9 已经给出,是和输出电流相关,那电感的纹波电流呢?在状态1,电感电流的示意图如图十所示(在画图板里面画的图,难看一点了,能看明白就好了,将就用下吧):图十从图十中计算:(13)这个的大小是可以被设计的.而且,如果电路是理想无损耗的话,当输入电压和输出电压确定后,这个值是不随着输出电流变化的,它被电感所确定了!这个很重要,对后面的DCM状态的分析很重要.前面有假设相对i很小,那现在给出一个具体的值,比如 设计成i的5%.有效值(RMS)的计算,按照公式是这么算:(14)在电源中,最常见的是梯形波(三角波是梯形波的一种特殊形式),每次都按 14 的方法计算RMS 值是不是觉得很烦呢?有没有简单的方法啊?答案,有,下面就是一个很简单的计算诸如梯形波一类分段线性函数的有效值的方法.真的很简单,像梯形波这样子,一般用心算就可以得出来近似值了哦...一个如图十一的波形,有效值可以这样子计算:图十一(14a)其中D1,D2,D3,分别表示该段经历的时间占总时间的比例.好,马上来利用一下我们的秘籍来计算通过Mosfet,二极管D和电感的RMS电流.这个事情很有意义.已经假设为5%的i的大小,则通过Mosfet的RMS电流(15)有发现什么没有?这个值是不是非常接近于用电感电流的平均值i来计算的RMS值啊(说明在小纹波的情况下,用平均值来代替RMS值,是一个好办法.因为通常来说,平均值都比RMS值好计算^_^).同理,流过二极管D的RMS电流可以表示为:(16)流过电感L的RMS电流可以表示为:(17)到这里,几乎所有的原件都计算了,除了C.下面就来计算C的一些东西.C上的纹波电压.利用我们前面的假设,在d'时间段内,有:(18)所以有:(19)对C进行充放电的电流只是纹波电流,其直流成分都供给了负载,所以有:(20)其中 表示输出电流并且好,到现在为止,你已经是一个CCM模式的buck-boost的初级设计师了。
Flyback开关电源工作原理及测试要点
DU NP 1 U 0 U in t in U in ( ) N2 1 Dt 1 Dt
I PK
U inton 2 P0 2I 0 2TS I 0 LPth DtU in (1 Dt )n (TS ton )n
IF : toff
L2 i2 max Uo
Flyback电路分析和测试要点
5. 反馈回路 反馈电路由AZ431和光耦构成。 输出电压通过集成稳压器AZ431和光 电耦合器反馈到PWM控制IC的FB脚, 调节R1、 R2的分压比可设定和调节 输出电压,达到较高的稳压精度。 Uo=2.5V*(R22+R23)/R23 光耦传输比:CTR=IC/ IF×100% H(s)= - ( R21+1/C11s) / R23 R19/R20分别为上拉/下拉偏置电阻; R21/C11组成极零点补偿网络,通过 调节R值或C值可以调节频带增益。 一般增益要求>-14dB,相位要求 >45deg。
Flyback电路分析和测试要点
Flyback电路设计
隔离反激电源的结构框图
EMI
整流滤波
变压器
次级整流滤波
输出
开关器件
采样反馈
PWM 控制IC
隔离器件
高压区域
低压区域
Flyback电路设计
Flyback电路设计
1. 保险管的选取 作用:安全防护。在电源出现异常时,为了保护核心器件不受到损坏。
Fosc=6500/RIБайду номын сангаасKohm) (KHz)
导通占空比由sense和FB共同确定 OLP:Vfb>Vth_pl:3.7V OCP:Vsense>Vth_oc:0.75V OVP:Vfb<Vth_0d:0.75V UVP:Vcc<UVLO(on):8.8V
flyback报告讲解
flyback报告讲解实验报告课程名称:开关电源设计_ 指导老师:谌平平,张军明成绩:_______________ 实验名称:反激电源实验类型:同组学生姓名:常垚一、Flyback 设计要求输入:单相AC85V ~230V rms ;输出:DC12V/1A& 5V/1A 与输入电气隔离 ? 稳压精度:1%输出电压纹波:<2% ;负载调整率:<1% (反馈输出)? 输入调整率:1% ? 控制器:UC3845开关频率:自行设定。
本电路采用100kHz 的开关频率满载情况下,CCM 或DCM 均可以。
本电路采用DCM 模式二、反激变换器工作原理反激变化器有两种工作模式,分别为电流连续工作模式(CCM )和电流断续工作模式(DCM )。
在电流连续工作模式中,电路的工作状态可以分为2种情况。
1)开关管导通时,加在变压器原边线圈的电压1L d U U =g,因此根据变压器原副边感应电压的关系1212L L U U N N =gg得到变压器副边感应电压为222111L L d N N U U U N N ==gg 注:假设原副边感应电压的方向如图1所示。
根据基尔霍夫定律,开关管1D 两端的电压为1222111()()D L o L o d o N NU U U U U U U N N =-+=-+=--ggg专业:电子信息工程姓名:陈发毅学号: 3100103074 日期:2013.7.20 地点:教二-125因此二极管1D 截止。
开关管导通时的等效电路如图2所示。
2)开关管关断时,变压器原边电流无法突变。
原边有一个方向与参考电压反向的感应电压存在。
根据安匝平衡原理,二极管导通。
此次二极管两端的电压为其导通电压1D on V ,约为0.7V 。
因此副边电压为:210.7L o D on o U U U U V =--≈--g原边电压为:2212111()L L o D on N N U U U U N N ==--gg此时的电路等效模型如图3所示。
反激式电路原理(一)
反激式电路原理(一)反激式电路反激式电路(Flyback Circuit)是一种重要的开关电源拓扑结构,被广泛应用于各种电子设备中。
本文将从浅入深的角度解释反激式电路的相关原理。
基本结构开关管反激式电路中,开关管是非常重要的元器件。
它可以通过控制开关管的导通和截止,来实现电源输出的控制。
常见的开关管有MOS管和BJT管,不同的开关管有不同的优缺点,在选择时需要根据具体情况进行考虑。
变压器反激式电路中的变压器也是非常重要的元器件。
它将输入电压转换成输出电压,同时也能实现电绝缘和电隔离的效果,保障了电源的稳定性和安全性。
锁相环控制器锁相环控制器可以用来控制开关管的导通和截止时间,从而实现电源输出的稳定控制。
工作原理反激式电路的工作原理是通过开关管的开关控制,实现输入电压的存储和输出电压的变换。
当开关管励磁时,输入电压被存储在变压器中的磁能中,同时输出电压为0。
当开关管截止时,由于变压器的电感作用,磁能会被释放,输出电压会瞬间升高到一个较高的值,同时也会产生反向电势,导致开关管上的电流迅速减小。
应用场景反激式电路应用广泛,可以用于各种电子设备中,包括PC电源、LED电源、交流电源等等。
它具有输出电压稳定、效率高、散热小等特点,已经成为目前电子设备中优先应用的电源结构之一。
结论反激式电路是一种非常重要的电源拓扑结构,可以通过开关管的开关控制实现输入电压的存储和输出电压的变换,适用于各种电子设备。
在应用时需要根据具体情况进行选择,以达到最优效果。
优缺点优点1.输出电压稳定:反激式电路中的控制器可以对输出电压进行精准控制,输出电压可达到很高的稳定性。
2.效率高:开关管和变压器的高效能处理使反激式电路具有很高的效率。
3.散热小:由于不需要大功率电阻,反激式电路在运行时的热量相对较小。
4.价格低廉:相对于其他电源拓扑结构,反激式电路在制造成本上较低。
缺点1.产生高电压尖峰:反激式电路中如果开关管的控制不当,有可能会产生大幅度的高电压尖峰,对电子设备的损害很大。
flyback原理
flyback原理Flyback原理是一种常见的开关电源拓扑结构,用于将直流电压转换为另一种直流电压。
它是一种离散元件的开关电源,具有结构简单、成本低廉的优点。
本文将详细介绍Flyback原理的工作原理、应用领域以及一些注意事项。
1. Flyback原理的工作原理Flyback原理是基于电感储能和磁能转换的原理。
在工作过程中,输入电压先通过一个开关管控制,然后通过变压器进行电能转换,最后输出所需的电压。
具体来说,当开关管导通时,输入电源会在变压器的初级线圈上形成一个电流,同时在磁芯中储存能量。
一旦开关管关闭,储存在磁芯中的能量将释放出来,通过变压器的副级线圈产生一个电压。
这个电压可以经过滤波电容得到稳定的直流电压输出。
2. Flyback原理的应用领域Flyback原理广泛应用于各种电子设备中,特别是低功耗的设备和要求高电压隔离的场合。
以下是一些Flyback原理的常见应用领域:- 电视机和显示器:Flyback变压器被用于产生高压驱动显示屏;- 电源适配器:Flyback变压器可以将输入电压转换为所需的输出电压和电流;- LED驱动器:Flyback变压器可以实现LED灯的恒流驱动;- 电动汽车充电桩:Flyback变压器可以将交流电转换为直流电并进行电池充电。
3. Flyback原理的注意事项在设计和应用Flyback原理时,需要注意以下几点:- 开关管的选择:应根据具体应用场景选择合适的开关管,以确保高效率和稳定性;- 变压器设计:变压器的设计需要考虑电流、电压和能量转换效率等因素;- 输出滤波:为了保持输出电压的稳定性,应合理设计滤波电容和电感;- 过载保护:在设计中应考虑过载保护电路,以避免损坏电子设备;- 温度管理:Flyback电源在工作过程中会产生一定的热量,需要合理设计散热系统。
总结:本文详细介绍了Flyback原理的工作原理、应用领域以及注意事项。
Flyback原理作为一种常见的开关电源拓扑结构,具有结构简单、成本低廉等优点,被广泛应用于各种电子设备中。
FLYBACK 反激变换器
在Vin或Ro上升时减小Ton,Vin或Ro下降时增大Ton,从而使输出恒定
DCM设计原则和步骤
• 确定初/次级匝数比Np/Ns
• 开关管压降为
Vds
Vin
Np Ns
Vo
• 首先选择开关管的额定电压,参数的选择应使Vds尽量小,但应 保证即使有0.3Vin的漏感尖峰叠加于Vds,对开关管的极限值仍有 30%的裕度
• 此模式下,电感中储存的能量不完 全释放至负载中
互感
• 互感现象
• 由于N1和N2有磁的联系,即磁通Φ11即通过N1,而且还有一部分 Φ12通过N2,i1变化时, Φ12也随之发生变化,因此在N2中也会 产生感生电动势;反之,i2变化时,同样也会在N1中产生感生电 动势。
• 互感系数
• Φ11产生的磁通Φ12与线圈N2磁链,
磁路服从电路的基尔霍夫定律
• 由基尔霍夫定律第一定律得:磁路中任意一点 的磁通之和为零ΣΦ=0
•由基尔霍夫定律第二定律得:沿某一方向的任 意闭合回路的磁势的代数和等于磁压降的代数 和ΣIN=ΣΦR或ΣHl= ΣΦR
N匝线圈电感的计算
• 电感系数的定义
•由
L
=N;
i
BA;B
H;Hl
Ni;G m
忽略不计
L
N2
/ R
N 2G
N2
A
• 磁粉芯电感可等效为高磁导率材料磁芯与一个不同长度的气隙串 联
L N 2G N 2 A;
l
是磁粉芯磁导率随偏置电流加大而下降的百分比
气隙磁芯电感应用
• 如果实际测量中电感值过大,不要减少匝数, 这样可能会使损耗过大或磁芯饱和,可增加气 隙来减少电感。
=
A
自激式 Fly-Back 线路解说
♦ 電感 與 變壓器 在一點之間 ♦ 自激式RCC 的基本結構及電路原理 ♦ 變壓器算法 ♦ PWM IC 線路解說1. 『電感』與『變壓器』在一點之間當我們看SPS 電路時,需注意其變壓器初次級的『起繞』、『終繞』極性,通常會在線圈旁用『點』來表示,配合次級的二極體方向後,即決定該變壓器是否有電感功能: (1). 線路比較:(SW1 ON 時,初次級的電流方向)變壓器 ……..... ( fig. 1 )電感(T1必須有Gap )……. ( Fig. 2 )(2). 電感上的電流與SW1 ON 的時間關係:電感原本是由一條銅線繞在鐵心上,因為鐵心的導磁率(ui )遠高於空氣的導磁率(u0),使得組合後的電感值變大,而電感值的存在條件是:鐵心的磁通密度(Bmax )可以隨外加的磁場強度(H )呈固定斜率線性增加或減少(如Royal 線路講義中的磁滯曲線),如果該條件消失,例如磁通密度跑到磁滯曲線的最上端(飽和區),該電感器將失去電感的功能,變回一條銅線,直流內阻非常小 …… 回路上的電流將會非常大。
等效電路 ……… fig. 3電感上的電流波形 …… fig. 4(a). ⎰=10*1t dt Vin LpIin ……….. L P 越大 => Iin 斜率較緩,而且維持直線 (b). 如果SW1 ON 的時間超過Lp 的E-T 常數(例如ON 到 t2),Iin 將無法再維持一定的斜率,而會急速的上升。
2.自激式Fly-Back的基本結構與原理:(參考fig. 2)(1).SW1 ON時:Vin 的能量在SW1 ON時,Vin跨接到初級線圈(Np),由於極點的方向,使次級(Ns)耦合到的電壓方向讓D1逆偏,所以次級電流不通,但能量必須有去處,所以先存到T1的Gap中,但如果SW1 ON的時間太長(V IN與T ON的乘積稱為E-T常數V-uSec),超過T1初級的E-T常數,初級電感將會飽和,初級電流將因為電感消失而變成非常大,會發生危險,所以必須用控制電路來讓SW1在必要的時間打開(2).SW1 OFF時:當SW1 OFF的瞬間,T1鐵心中的磁通能量,就像一列行駛中的火車,不可能瞬間停下來,當初級的電源斷開時,鐵心中的磁通量變成發電機的逆向原理,在初、次級線圈形成與極點相反的感應電壓,次級的極性變成使D1順偏,於是鐵心Gap中的能量在SW1 OFF 時,轉移到次級的C1中(3).ON、OFF的時間控制:Fly-Back的線路架構在ON、OFF的時間控制,較常用的方式分成:(a).定頻……….. 因為頻率固定,所以調變ON的週期(Duty),如PWM IC的控制方式(b).變頻……….. 要轉移大的能量時,將頻率變慢(ON的週期變大),如自激式(RCC)的線路架構,輕載時的頻率高,重載時的頻率低;如果相同負載情況下:低輸入電壓時的頻率低,高輸入電壓時的頻率高(4).輸出電壓的控制:(初次級隔離)( Fig. 5 )如上圖的連接方式,利用電壓偵測電路監控輸出電壓,並將測得的訊號(電壓過高或過低)經過『光耦合器』傳遞到初級側調整波寬,當輸出電壓過低時,將Q1 ON的時間加長,反之縮短,達到維持輸出電壓穩定的目的。
Flyback-工作原理及变压器设计(10.22)解析
• 推算反射电压(Vref):Vo/Vref=N2/N1 , Vo/Vin=D*Ns/(1-D)Np • ∴Vref=Vin*D/1-D • Vce(max)=Vref+Vin+Vspike • =Vin/1-D 经验flyback Vce<=2.2Vin.(当Dmax <0.4)
• 反激式变换器一般工作于两种工作方式 • 1. 电感电流不连续模式DCM (Discontinuous Inductor 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 Inductor 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.
Flyback 工作原理及变压器设计
Part one: Flyback 工作原理
• 一、反激式转换器的优点有: • 1. 电路简单,能高效提供多路直流输出,因此 适合多组输出要求. • 2. 转换效率高,损失小. • 3. 变压器匝数比值较小. • 4. 输入电压在很大的范围内波动时,仍可有 较稳定的输出,目前已可实现交流输入在 85~265V间.无需切换而达到稳定输出的要求.
• • • • • • • •
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
flyback电源设计全套理论与计算!
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1.开关电源基本工作原理
1 开关电源的基本构成
图1.1 为开关电源电路的基本构成,它包括整流滤波电路,DC-DC 控制器,开关占空比控制器及取样比较电路等模块。
图1.1 开关电源的基本构成
2 开关电源常用的拓扑结构分析
作为电源设计的核心组件,可靠性升级的基础,轻薄小型化的关键,电磁兼容性的保障的DC-DC 直流变换电路,引导着开关电源设计的方向,从本质上来说绝大部分开关控制器都具有常规的几种拓扑结构。
其有两种基本的类型:非隔离型和隔离型。
2.1 降压型
降压型又称为BUCK 控制器,图1.2 为其典型电路结构。
图1.2 降压型典型电路结构
基本工作原理:当开关管导通(Ton)时,电感L 将能量以磁场的形式储存起来。
随着电源电压Vin 对电感L 的充电,L 电流IL 对输出电容CO 充电,并提供负载电流Io,VD 被反向偏置而截止。
当开关管截止(Toff)时,L 中消失的磁场使其极性颠倒VD 加正向偏压而导通,L 和CO 在Toff 提供负载电流Io。
输出电压:
图1.3 为降压型电路的二极管电压和电感电流的波形如下。
图1.3 降压型电路的二极管电压和电感电流波形
2.2 升压型
升压型又称为BOOST 控制器,图1.4 为其典型电路结构。
讲义 Flyback电路原理
开始很高兴有这么一个机会,和大家一起学习和讨论Flaback电路的原理。
今天介绍的内容中,公式比较多,有些枯燥;但是经过理论推导,期望能让大家对于Flyback电路的“工作原理,伏秒平衡定律,以及C.C.M.和D.C.M两种工作模式”等内容的理解,能更加透彻些。
Flyback转换器原理主要内容:一、Flyback电路简述二、Buck-Boost转换器原理三、Flyback转换器原理四、Flyback电路改进版本介绍附录:I Flyback变压器设计II Flyback电路的EMI分析序言Flyback转换器应用相当广泛,其原因有:从电路的角度看,Flyback电路有最少元件的特性;从设计的角度看,Flyback电路有简单高可靠度的特点;从经济的角度看,Flyback电路成本最低,醉适合一般小功率的电源使用。
在实际的应用中,用在接市电的低瓦数电源,多半用Flyback电路来实现,例如:30-40W的笔记本电脑,70-80W的个人电脑,40-50W的传真机与影像扫描机,20W以下的Adapter(适配器)……未来的电子产品讲究轻薄短小又省电,所以Flyback电路会更风行。
Flyback转换器电路是由Buck-Boost电路,利用磁性元件耦合的功能衍生而来,所以要探讨Flyback电路,必须先从Buck-Boost电路开始。
一、Flyback电路简介(一)Flyback电路架构Flyback变换器,俗称单端反激式DC-DC变换器,又称为返驰式(Flyback)转换器,或"Buck-Boost"转换器,因其输出端在原边绕组断开电源时获得能量,因此得名.Flyback变换器是在主开关管导通期间,电路只储存而不传递能量;在主开关管关断期间,才向负载传递能量的一种电路架构。
(1)Flyback变换器理论模型如图。
(2)实际电路结构根据Flyback变压器的同名端绕制方式,有下面两种形式,这两个电路实质上是一样的。
flyback电路原理
flyback电路原理
Flyback电路是一种常见的电源转换电路,它基于电感耦合器储能和
开关管的开关控制来实现电压转换和功率转换的功能。
Flyback电路的原
理如下:
1.当开关管导通时,电源电压通过电感耦合器进入负载,同时电感器
中储存了一定的能量。
2.当开关管关断时,电感器中储存的能量被释放,形成电感电流,在
此期间,电感器产生的反向电动势使得负载依然具有电能,而开关管和电
感器之间的二极管则保持导通。
3.关断持续时间足够长时,电感电流逐渐减小,直到为零,在此期间,二极管断开,而开关管则再次导通,重复上述过程以实现电压转换和功率
转换。
4. 在Flyback电路中,电容器常常被用来平滑负载电压,并且二极
管的反向电压容易超过其额定值,所以常常需要使用保护电路来保护二极
管的正常工作。
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开始很高兴有这么一个机会,和大家一起学习和讨论Flaback电路的原理。
今天介绍的内容中,公式比较多,有些枯燥;但是经过理论推导,期望能让大家对于Flyback电路的“工作原理,伏秒平衡定律,以及和两种工作模式”等内容的理解,能更加透彻些。
Flyback转换器原理主要内容:一、 Flyback电路简述二、 Buck-Boost转换器原理三、 Flyback转换器原理四、 Flyback电路改进版本介绍附录:I Flyback变压器设计II Flyback电路的EMI分析序言Flyback转换器应用相当广泛,其原因有:从电路的角度看,Flyback电路有最少元件的特性;从设计的角度看,Flyback电路有简单高可靠度的特点;从经济的角度看,Flyback电路成本最低,醉适合一般小功率的电源使用。
在实际的应用中,用在接市电的低瓦数电源,多半用Flyback电路来实现,例如:30-40W的笔记本电脑,70-80W的个人电脑,40-50W的传真机与影像扫描机,20W以下的Adapter(适配器)……未来的电子产品讲究轻薄短小又省电,所以Flyback电路会更风行。
Flyback转换器电路是由Buck-Boost电路,利用磁性元件耦合的功能衍生而来,所以要探讨Flyback电路,必须先从Buck-Boost电路开始。
一、Flyback电路简介(一)Flyback电路架构Flyback变换器,俗称单端反激式DC-DC变换器,又称为返驰式(Flyback)转换器,或"Buck-Boost"转换器,因其输出端在原边绕组断开电源时获得能量,因此得名.Flyback变换器是在主开关管导通期间,电路只储存而不传递能量;在主开关管关断期间,才向负载传递能量的一种电路架构。
(1)Flyback变换器理论模型如图。
(2)实际电路结构根据Flyback变压器的同名端绕制方式,有下面两种形式,这两个电路实质上是一样的。
当然,Flyback电路还有其他衍生形式(见附录I)。
(二)Flyback变换器优点(1)电路简单,能高效提供多路直流输出,因此适合多组输出的要求。
(2)转换效率高,损失小。
(3)匝数比值较小。
(4)输入电压在很大的范围内波动时,仍可有较稳定的输出,目前已可实现交流输入在 85~265V 间,无需切换而达到稳定输出的要求。
(三)Flyback变换器缺点(1)输出电压中存在较大的纹波,负载调整精度不高,因此输出功率受到限制,通常应用于150W 以下。
(2)转换变压器在电流连续模式下工作时,有较大的直流分量,易导致磁芯饱和,所以必须在磁路中加入气隙,从而造成变压器体积变大。
(3)变压器有直流电流成份,且同时会工作于两种模式,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。
二、Buck-Boost转换器工作原理所有的导出型转换器都保留其基本转换器的特性;要了解Flyback转换器,要从其基本转换器Buck-Boost电路开始。
(一)Buck-Boost电路组成Buck -Boost 电路由一个开关晶体管,一个功率二极管,一个储能电感和一个输出电容组成,见图1。
图1 Buck -Boost 电路结构(二)电路特性(1)输出电压为负电压(2)输出电压的大小可高于或低于输入电压(3)输入端与输出端的电流波形都是脉波形式。
(三)工作原理为方便理解电路工作原理,先介绍一下楞次定律。
楞次定律:电感总是“阻碍外电路通过电感的磁通(电流)的变化”,即:外电路通过电感的磁通1φ(电流1i )增大,电感将产生与1φ(电流1i )反向的磁通2φ(电流2i ),阻碍外电路磁通1φ(电流1i )的增大;外电路通过电感的1φ(电流1i )减小,电感将产生与1φ(电流1i )同向的磁通2φ(电流2i ),阻碍外电路1φ(电流1i )减小的减小。
以下就Buck -Boost 稳态电路的工作作一个简要说明。
假设一个周期的开始时间为:开关晶体管Q1导通时(Turned On 或Closed )。
此时输入电压完全跨在电感之上,电感的电流将成线性增加。
由棱次定律,“外电路通过电感的电流1i 增大,电感将产生与1i 反向的电流2i ,阻碍外电路电流1i 的增大”。
外电路电流1i (主要是主电路电流)从同名端流出,原边的同名端为负,异名端为正,所以电感电压1V 为“+”,电感所存储的能量因此逐渐增加;变压器副边的同名端为负,异名端为正,所以功率二极管反偏,负载所需的能量完全由输出电容提供,此时电容的电压会有些降低(要看电容的大小)。
当开关晶体的控制信号(电压或电流),使开关晶体Q1不导通时(Turned Off 或Opened ),此时外电路通过电感的电流1i 急剧减小(几乎为零),由楞次定律,“电感将产生与磁通1φ(电流1i )同向的磁通2φ(电流2i ),阻碍外电路1φ(电流1i )的减小”;外电路电流1i (主要是电感电流),从同名端流出,原边的同名端为正,异名端为负,所以电感电压1V 为“-”,变压器副边的同名端为正,异名端为负,所以功率二极管正偏,变压器副边电压大小恰等于输出电压。
通过二极体的电感电流将线性减少,除了提供给负载外,还给输出电容充电(输出电容的电压会增高些),这个情形将持续到下一个周期开始为止。
开关晶体导通的时间占整个周期的比率,称为工作周期(Duty Cycle ,简称为D ),D 越大,表示电感充能的时间越长,依照“伏-秒平衡”原理(后面介绍),输出电压一定越高。
(四)公式推导以下公式推导时作如下假设:1)开关晶体与二极管均为理想元件,也就是导通时呈短路,不导通时呈断路。
2)电感不会饱和,且电感值为不变的常数,也就是B -H 曲线为线性,且铜损/铁损忽略不计。
3)电感与输出电容构成的等效滤波器,可以有效的将输出电压滤成纹波很小的直流电压。
或者说,电感与输出电容构成低通滤波器的角频率远低于切换频率。
(1)在开关晶体ON 的时间,①s DT t ≤≤0I L V t v =)(() L tV i I L +=)0(()②在s DT t =时,L DT V i DT i sI L s L +=)0()( ()(2)当开关晶体被OFF 时,①s s T t DT ≤≤,二级管顺偏导通,所以O L V t v -=)( ()LDT t V DT i s O s L )()(--= ()②当s T t =时,LT D V DT i T i s O s L s L )1()()(--= ()在稳态操作情况下,)()0(s L L T i i =,将()代入()得LT D V L DT V i T i s O s I L s L )1()0()(--+=()也就是 s O s I T D V DT V )1(-= ()()就是所谓的“伏-秒平衡” 定律。
电感的电压,对时间积分一个周期,结果为零,如此才可确保电感器不会饱和。
由(),可得输出与输入电压关系式:D D V V M I O -==1,当工作周期D 小于时,输出电压小于输入电压;当D 大于时,输出电压大于输入电压。
(3)电路波形输入端的电流波形,即开关晶体的电流为脉波形状,实际应用中,必须加入滤波器(C 或LC )才不会影响其他系统;二极管的电流也是脉波型,所以通过输出电容的纹波电流较大,所以使用的电容也需大,而且对等效串联电阻ESR 的要求也比较严格。
备注:ESR:是指在AC 或DC 下的串联等效阻抗(Equivalent SeriesResistance )ESL :在AC 下的串联等效低电感(Equivalent Series Inductance )。
ESR 与频率关系:电解电容的ESR 会随着使用频率的上升而下降。
厂商标称的ESR 是在一定工作频率(120Hz,1KHz,100KHz )下的ESR ,见下表:2. 不连续导通模式()公式推导它的物理意义是,电感的能量在s T D )1( 的期间并未完全释放。
从图上显示,如果输入与输出电压不变,电感与电容值也固定的情形下,负载电流与电感的平均电流成正比,当负载电流逐渐减小时,电感的平均电流也会逐渐降低,低到电感在某一时段的瞬时电流为零。
此时我们称转换器即将进入不连续导通模式(Discontinuous -Conduction -Mode ,)操作。
也就是说,电感的能量在充放之间,会将能量完全的释出。
s T D 1--开关晶体导通期间T D 2--开关晶体被OFF ,且电感电流大于零期间s T D 3--开关晶体被OFF ,且电感电流等于零期间。
(1)在0到s T D 1期间,即开关晶体导通期间,电感上依旧跨着输入电压,电感的电流也是线性上升,只不过是从零点上升。
①在开关晶体ON 期间,即s T D t 10≤≤,I L V t v =)(() L tV I =()②在s T D t 1=时,L T D V T D i sI s L 11)(= ()(2)当开关晶体被OFF ,且电感电流大于零时,①s s T D D t T D )(211+≤≤,二级体顺偏,O L V t v -=)( ()L T D t V T D i s O s L )()(11--=()②当s T D D t )(21+=时,0)(])[(2121=-=+LT D V T D i T D D i s O s L s L ()(3)由()可以看出,电感的电流以一个斜率下降,当电流降到零时,二极体不再导通,负载所需的能量不再由电感提供,将由输出电容负担。
这时电感电流为零,电感的电压也为零,我们称此转换器已工作在s T D 3期间, 2131D D D --=。
①T t T D D s ≤≤+)(21期间,0)(=t v L ()0)(=t i L ()由与可得,s O s I T D V T D V 21= ()()依旧是磁性元件“伏-秒平衡”式子,如果由负载电流的角度(负载电流连续期间)来看,其大小恰等于通过二极体电流的平均值,也就是RV I O O =21)(21D T D i s L =,(面积公式) 由()可得LT D V T D i sO s L 21)(=,所以LT D V I sO O 222=()其中R 为负载电阻值,将()化简,得到2D 得关系式,LsRT LD τ==22()代入()得,LIOM D V V D τ==21()现在如果将切换频率s T ,电感值L 与输出电压O V由()得,12O I V V D D =O I IV V V D D D +=+122,代入(),得2222OI I s O O V V V L T V I +=()这条曲线在设计转换器与分析转换器的工作范围都很重要,设计就是依此曲线设计。