反激式开关电源工作原理及波形分析
反激式变压器开关电源工作原理
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反激式变压器开关电源工作原理反激式变压器开关电源工作原理比较简单,输出电压控制范围比较大,因此,在一般电器设备中应用最广泛。
1-7-1.反激式变压器开关电源工作原理所谓反激式变压器开关电源,是指当变压器的初级线圈正好被直流脉冲电压激励时,变压器的次级线圈没有向负载提供功率输出,而仅在变压器初级线圈的激励电压被关断后才向负载提供功率输出,这种变压器开关电源称为反激式开关电源。
图1-19-a是反激式变压器开关电源的简单工作原理图,图1-19-a中,Ui是开关电源的输入电压,T是开关变压器,K是控制开关,C是储能滤波电容,R是负载电阻。
图1-19-b是反激式变压器开关电源的电压输出波形。
把图1-19-a与图1-16-a进行比较,如果我们把图1-16-a中开关变压器次级线圈的同名端对调一下,原来变压器输出电压的正、负极性就会完全颠倒过来,图1-19-b所示的电压输出波形基本上就是从图1-16-b的波形颠倒过来的。
不过,因为图1-16-b的波形对应的是纯电阻负载,而图1-19-b的负载是一个储能滤波电容和一个电阻并联。
由于储能滤波电容的容量很大,其两端电压基本不变,变压器次级线圈输出电压uo相当于被整流二极管和输出电压Uo进行限幅,因此,图1-16-b中输出电压uo的脉冲尖峰完全被削除,被限幅后的剩余电压幅值正好等于输出电压Uo的最大值Up,同时也等于变压器次级线圈输出电压uo的半波平均值Upa。
下面我们来详细分析反激式变压器开关电源的工作过程(参考图1-20)。
图1-19-a中,在控制开关K接通的Ton期间,输入电源Ui对变压器初级线圈N1绕组加电,初级线圈N1绕组有电流i1流过,在N1两端产生自感电动势的同时,在变压器次级线圈N2绕组的两端也同时产生感应电动势,但由于整流二极管的作用,没有产生回路电流。
相当于变压器次级线圈开路,变压器次级线圈相当于一个电感。
因此,流过变压器初级线圈N1绕组的电流就是变压器的励磁电流,变压器初级线圈N1绕组两端产生自感电动势可由下式表示:或上式中,e1为变压器初级线圈N1绕组产生的自感电动势,L1是变压器初级线圈N1绕组的电感,N1为变压器初级线圈N1绕组线圈绕组的匝数,为变压器铁心中的磁通。
反激开关电源尖峰产生原理
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反激开关电源尖峰产生原理全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:反激开关电源是一种常见的电源设计方案,常用于电子设备中。
与传统的线性电源相比,反激开关电源具有效率高、体积小、重量轻等优点,因此在各种领域都得到了广泛的应用。
然而,在使用过程中,人们常常会遇到一个问题,即电源输出端会产生尖峰,这会对电子设备的正常工作造成影响。
那么,这些尖峰到底是怎么产生的呢?本文将详细介绍反激开关电源尖峰产生的原理。
首先,我们需要了解一下什么是反激开关电源。
反激开关电源是一种采用开关管工作的供电方案,通过不断地打开和关闭开关管,来调节输出电压的大小。
反激电源的工作原理是,在输出电压低时,开关管会打开,电源将能量储存在电感上;当输出电压高时,开关管关闭,电源释放储存的能量,从而实现稳定的输出电压。
然而,尽管反激开关电源具有很多优点,但在实际使用中,会出现输出端产生尖峰的情况。
这些尖峰的产生原理主要有以下几种:1. 开关管驱动异常:在反激开关电源中,开关管的工作是由控制芯片进行控制的。
如果控制芯片工作异常,可能会导致开关管的开关动作异常,出现开关不稳定、频率不准等情况,从而产生输出端尖峰。
2. 负载变化:当电源的负载突然变化时,例如电阻突然接入或断开,会引起输出端电流的瞬间变化,这种变化也会导致输出端产生尖峰。
3. 输出环路设计不合理:反激开关电源的输出端通常包括电感和电容,如果输出环路设计不合理,可能会导致电流和电压的波动,进而产生尖峰。
4. 瞬态响应问题:在电源被瞬间加载或卸载时,如果电源的控制回路响应不及时,可能会导致输出端产生尖峰。
针对反激开关电源输出端产生尖峰的问题,我们可以采取以下一些措施来避免或减轻尖峰的产生:1. 合理选择开关管和控制芯片:选择质量好、可靠性高的开关管和控制芯片,尽量避免因器件质量问题而引起的尖峰问题。
2. 合理设计输出环路:合理设计输出环路,确保电感和电容的选取合理,电源工作稳定。
3. 设计适当的瞬态响应控制:设计良好的控制回路,确保在瞬态加载或卸载情况下,电源能够快速响应,减轻尖峰。
反激式开关电源工作原理及波形分析
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反激式开关电源工作原理及波形分析
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反激式开关电源工作时可以简化为下图所示电路:
Mos管控制原边(左侧)电流的通断。
Mos管导通时:
电感充电(实则为建立磁通),副边二极管截止,无电流。
Mos管断开时:
由于电流不同突变(实际上是磁通不能突变),于是在副边形成感应电流,二极管导通。
原边反射电压:
副边有电流流通时,会在原边感应出一个电压(下+上-),叠加在输入电压上。
原边的尖峰电压:
由于漏电感的存在,该部分的磁通没有通过磁芯耦合到副边,因此mos管断开时,会产生很大的电压来维持电流,从而达到维持磁通的目的。
振荡波形:
Mos管关断时尾部有振荡,是由于开关电流工作在断续模式时,能量释放完全后,原边、副边无电流。
此时原边的电路可以等效为电源+电感+电容(Mos 管输入电容),发生谐振。
实测波形如下:
(黄色为mos驱动,绿色为mos管的VDS,粉色是原边线圈的电流)。
反激开关电源初级电流波形解析
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反激开关电源是一种常见的电源形式,它通过反激变压器的工作原理,实现了高效率、小体积、轻质量的特点,被广泛应用于各种电子设备中。
在设计和调试反激开关电源时,初级电流波形分析至关重要。
本文将从反激开关电源的工作原理、初级电流波形特点、波形分析方法等方面展开讨论。
一、反激开关电源的工作原理1. 工作原理概述反激开关电源主要由输入滤波电路、整流电路、功率因子校正电路、反激变压器、输出整流滤波电路、控制电路等组成。
其工作原理是先将交流电输入通过整流电路转换为直流电,然后通过控制开关管的开合,使得反激变压器的工作状态发生变化,从而实现对输出电压的调节。
2. 工作流程解析在正半周的工作流程中,开关管导通,电流通过反激变压器的一侧,将能量储存到磁场中。
在负半周的工作流程中,开关管关断,磁场中储存的能量通过二次侧反激励,将能量传输到输出端,从而实现对输出电压的调节。
二、初级电流波形特点1. 波形特点概述反激开关电源的初级电流波形具有一定的特点,包括波形非正弦、含有脉冲成分以及高频振荡等。
这些特点对电源的性能和稳定性有着重要的影响。
2. 非正弦波形分析初级电流波形通常呈现出方波或锯齿形,而非正弦波形会带来较大的谐波分量,影响了系统的功率因素和电磁兼容等。
3. 脉冲成分分析初级电流波形还包含有脉冲成分,这些脉冲会对开关管、反激变压器、滤波电容等元件产生冲击,影响了系统的稳定性和寿命。
4. 高频振荡分析由于开关管的开合频率较高,初级电流波形还会包含高频振荡成分,这对元件的损耗和电磁干扰都有着重要的影响。
三、初级电流波形分析方法1. 示波器测量法通过示波器可以直观地观察到初级电流波形,从而判断波形的稳定性、谐波含量、脉冲成分等特点,但示波器的带宽和采样率要求较高。
2. 谐波分析法通过使用功率分析仪或频谱分析仪,可以对初级电流波形进行频谱分析,得到其谐波含量和功率因素等参数,从而评估波形的质量。
3. 数学模型仿真法使用电路仿真软件,建立反激开关电源的数学模型,进行不同工况下的波形模拟,从而分析初级电流波形的特点和优化设计方案。
反激式开关电源设计波形分析应力计算回路布局
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反激式开关电源设计波形分析应力计算回路布局
一、反激式开关电源设计波形分析
1.开关信号波形:
反激式开关电源的主要工作是利用开关控制器的输出,控制MOSFET 的开启和关闭,从而实现交流波的改变。
MOSFET的开启和关闭状态,只受开关控制器输出信号的影响。
因此,开关控制器输出的波形是反激开关电源设计的重要参数。
一般情况下,开关控制器输出的波形有脉冲宽度调制波形(PWM)和恒定周期调制波形(FPWM)两种。
PWM波形由正弦波组成,经过两个对称的截止点,形成周期性正方形波,控制MOSFET的端极变化产生脉冲宽度调制波形,以控制交流波形。
而FPWM波形,在它的正弦波上增加了一个脉冲,形成了一个在宽度上恒定的正弦波,控制MOSFET的端极变化产生恒定周期调制波形,来控制交流波形。
2.交流波形:
当MOSFET开启和关闭时,变压器的交流波形会随之发生变化,其形式可以用下式表示:
Vac(t)=Vm*sin(ωt+θm)
其中Vm为交流波形的最大电压,ω为开关控制器输出信号的频率,θm为交流相位角。
反激式开关电源设计波形分析、应力计算、回路布局
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反激式开关电源设计
原理分析、波形分析、应力计算、回路布局
Flyback 变换器模态分析
ON:开关管导通,变压器原边充电,二极管关断,负载由输出滤波电容供电。
OFF:开关管关断,二极管导通,变压器储存能量通过二极管向负载侧传送。
基本输入输出关系:
理想情况下开关波形
Flyback 变换器关键波形分析
DCM工作模式下MOS DS电压波形分析
CCM工作模式下MOS DS电压波形分析
开关管上电流尖峰的波形分析
开关管上电流尖峰的波形分析(一)
开关管关断后,变压器副边为输出电压Vo钳位,此时寄生电容Cp 两端的电压为nVo,方向是上负下正;当开关管导通时,Cp电容放电,此时Cp与线路寄生电感及输入电压构成谐振回路,从而形成该尖峰电流(谐振电流)。
开关管上电流尖峰的波形分析(二)
开关管上电流尖峰的波形分析(三)RCD无源吸收电路的设计
开关器件的应力分析
主开关管S1电压应力:
整流二极管D1电压应力:
Flyback噪音回路及布板要求
常见的反激式(Flyback)变换器拓扑
反激是变换器中的噪声
单点接地,避免回路间耦合
利用高频电容,减少回路面积
通过布线,进一步减少高频噪声
通过布线,进一步减少接地阻抗。
CR6853控制的反激式开关电源设计
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电力电子技术实操技能训练CR6853控制的反激式开关电源设计系别专业班级学生姓名指导教师王志强提交日期2012年9月20日一、 反激稳压电源的工作原理1、 设计要求:(1) 输入直流电压为90V~220V; (2) 输出直流电压为12V,功率为30W; (3) 开关频率为65KHz。
2、 CR6853控制的反激式开关电源原理分析:图1 CR6853控制的反激式开关电源原理图(1) 输入滤波电路开关电源的输入滤波器的主要作用是抑制电网中的噪声,使电子设备抗干扰能力大大加强,仅使电源工作频率附近的频率成分顺利通过,衰减高次频率成分。
它还能抑制开关电源所产生的共模干扰和差模干扰进入交流电网,避免干扰其他电气电子设备。
开关电源输入滤波器的结构如图2所示:图2 入滤波器的结构输入滤波器主要是由电容和电感组成。
(2) 整流滤波电路一般情况下的交流电压输入的电源,其整流器大多为桥式整流电路,每半个周期里,有两个整流二极管参与导电。
整流滤波电路如图3所示:图3 整流滤波电路(3) RCD吸收电路MOSEFT关断时,当 超过RCD缓冲电路中的电容两端的电压 时,缓冲二极管导通,尖峰电流被RCD电路吸收时,从而削减尖峰电流。
缓冲电容一定要足够大,才能保证在一个开关周期内电容两端的电压没有显著变化。
但吸收电容太大,也会增加缓冲电路的损耗,必须折中。
图4 RCD 吸收电路(4) 电压反馈控制电路反激电源原副边隔离,电压调节需要采样副边输出电压,经过调节后需要控制原边开关管的门极驱动,因此电压反馈控制涉及到采样隔离和PI 调节。
采用TL431 和TLP521 的控制电路如下:图5 TL431控制电路T L431提供参考电压,并与Rf1,Rf2,Rf4,Cf1构成PI 调节器,Rf3用于增加TL431的偏置电流,使其工作在稳压状态。
TLP521用于隔离模拟信号,在一定范围内可以等效为比例环节。
+-V DCV RO+-图6 TL431控制电路(5) 逆变电路反激式变换器是一种电气隔离的升压/降压变换器,也是最简单的隔离型直流变换器。
反激电源实验报告
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一、实验目的1. 理解反激电源的工作原理和电路结构。
2. 掌握反激电源的调试方法,验证其性能。
3. 分析实验数据,评估反激电源的稳定性和效率。
二、实验原理反激电源是一种开关电源,其主要特点是将输入电压转换为稳定的输出电压,同时实现电能的转换和隔离。
反激电源的工作原理如下:1. 当开关管导通时,输入电压通过开关管加到变压器初级绕组,能量被储存在变压器初级绕组的磁场中。
2. 当开关管关断时,初级绕组的磁场能量被释放,通过变压器次级绕组输出,并加到负载上。
3. 由于变压器初级绕组的电感作用,使得电流变化缓慢,从而实现电能的平滑输出。
三、实验仪器与设备1. 反激电源实验平台2. 示波器3. 数字多用表4. 信号发生器5. 可调电源6. 负载电阻四、实验步骤1. 连接实验平台,确保所有连接正确无误。
2. 设置输入电压,调整负载电阻,使输出电压稳定。
3. 使用示波器观察开关管、变压器初级绕组、变压器次级绕组、负载电阻的电压和电流波形。
4. 记录实验数据,包括输入电压、输出电压、开关管电流、开关管电压、变压器初级绕组电流、变压器次级绕组电流等。
5. 分析实验数据,评估反激电源的稳定性和效率。
五、实验结果与分析1. 输入电压为220V,输出电压为12V,负载电阻为10Ω时,开关管电流约为1A,开关管电压约为300V,变压器初级绕组电流约为0.5A,变压器次级绕组电流约为1A。
2. 通过示波器观察,开关管、变压器初级绕组、变压器次级绕组、负载电阻的电压和电流波形均较为平滑,说明反激电源输出稳定。
3. 分析实验数据,反激电源的效率约为80%,说明反激电源具有较高的效率。
六、实验结论1. 反激电源具有电路简单、成本低、可靠性高、稳压范围宽等优点。
2. 通过实验验证了反激电源的工作原理和性能,为实际应用提供了参考。
3. 在实际应用中,应合理选择开关管、变压器等元件,以确保反激电源的性能。
七、实验总结本次实验通过对反激电源的原理、电路结构、调试方法等方面的学习和实践,加深了对反激电源的理解。
开关电源工作原理解析及正反激电路图解
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开关电源工作原理解析及正反激电路图解
本文将介绍开关电源的工作流程,开关电源正激电路、反激电路原理图及工作过程分析,希望能对您有所帮助。
开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的导通与截止,将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压,从而产生所需要的一组或多组电压。
转为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比
50HZ高很多.所以开关变压器可以做的很小,而且工作时不是很热,成本很低。
如果不将50HZ变为高频,那幺开关电源就没有意义。
开关电源的工作流程是:
电源→输入滤波器→全桥整流→直流滤波→开关管(振荡逆变)→开关变压器→输出整流与滤波。
交流电源输入经整流滤波成直流
通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上
开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载
输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的
交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰;
在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高;
开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出;。
反激开关电源的工作原理
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反激开关电源的工作原理
1.输入滤波:
2.整流:
滤波后的电源输入电压为直流电,在反激开关电源中通常采用整流桥
将交流电转换为单向直流电。
整流桥由四个二极管组成,通过控制二极管
的导通状态来实现电源输入电压的单向整流。
3.变换:
整流后得到的直流电输入到变压器中,反激开关电源通过变压器将输
入电压变换成合适的交流电压,这个交流电压的大小将决定输出电压的大小。
变压器通常使用磁性材料绕制,并包括输入绕组和输出绕组。
反激开
关电源可以根据需要使用升压变压器或降压变压器。
4.开关控制:
5.输出滤波:
控制开关管的开关频率,会在变压器中产生高频振荡,通过输出滤波
电路,将高频噪声滤除,得到稳定的输出电压。
输出滤波电路通常由电感
和电容组成。
6.反馈控制:
为了确保输出电压的稳定性,反激开关电源通常会用一个反馈回路来
监测输出电压并调节开关管的导通和截止状态。
反馈回路通常包括比较器、控制电路和变压器辅助回路等,通过反馈回路控制开关管的导通时间和截
止时间,以调节输出电压的稳定性。
综上所述,反激开关电源的工作原理主要包括输入滤波、整流、变换、开关控制、输出滤波和反馈控制等几个关键环节。
通过这些环节的有机组合,可以实现高效率、稳定输出的电源设计,广泛应用于各种电子设备中。
反激式(RCD)开关电源原理及设计
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反激式(RCD)开关电源原理及设计[导读]反激拓扑的前身是Buck-Boost变换器,只不过就是在Buck-Boost变换器的开关管和续流二极管之间放入一个变压器,从而实现输入与输出电气隔离的一种方式,因此,反激变换器也就是带隔离的Buck-Boost变换器。
关键词:反激式开关电源因该电源是公司产品的一个配套使用,且各项指标都不是要求太高,故选用最常用的反激拓扑,这样既可以减小体积(给的体积不算大),还能降低成本,一举双的!反激拓扑的前身是Buck-Boost变换器,只不过就是在Buck-Boost变换器的开关管和续流二极管之间放入一个变压器,从而实现输入与输出电气隔离的一种方式,因此,反激变换器也就是带隔离的Buck-Boost变换器。
先学习下Buck-Boost变换器工作原理简单介绍下1.在管子打开的时候,二极管D1反向偏置关断,电流Is流过电感L,电感电流IL线性上升,储存能量!2.当管子关断时,电感电流不能突变,电感两端电压反向为上负下正,二极管D1正向偏置开通!给电容C充电及负载提供能量!3.接着开始下个周期!从上面工作可以看出,Buck-Boost变换器是先储能再释放能量,VS不直接向输出提供能量,而是管子打开时,把能量储存在电感,管子关断时,电感向输出提供能量!根据电流的流向,可以看出上边输出电压为负输出!根据伏秒法则Vin*Ton=Vout*ToffTon=T*DToff=T*(1-D)代入上式得Vin*D=Vout*(1-D)得到输出电压和占空比的关系Vout=Vin*D/(1-D)看下主要工作波形从波形图上可以看出,晶体管和二极管D1承受的电压应力都为Vs+Vo(也就是Vin+Vout);再看最后一个图,电感电流始终没有降到0,所以这种工作模式为电流连续模式(Ccm模式)。
如果再此状态下把电感的电感量减小,减到一定条件下,会出现这个波形!从上图可以看出,电感电流始终降到0后再到最大,所以这种模式叫不连续模式(DCM模式)。
根据UC2844单端反激电源基础原理及波形
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^`单端反激拓扑的根本电路单端反激拓扑的根本电路〔b〕为Q1电流,〔c〕为次级整流二极管电流,〔d〕为Q1的Vce电压T1工作原理以下:当Q1相当于一个纯电感,流过导通时,所有的次级侧整流二极管都反向截止,Np的电流线性上涨,抵达峰值Ip。
当Q1输出电容(Co、断时,所有绕组电压反向,次级C1)给负载供电。
关侧整流二极管导通,同时初级侧线圈储藏的能量传达到次级,供给负载电流,同时给输出电容充电。
假定次级侧电流在下一周期Q1导通前降落到零,那么电路工作于断续模式〔DCM〕,波形如上图〔b〕〔c〕〔d〕,反之那么处于连续模式〔CCM〕电流模式控制芯片UC2844/3844 内部框图以下工作时序图以下开关电源启动时输出时序不正确的事例:电动汽车驱动板有两路开关电源,以以下图开关电源1的UC2844启动电路,其输出包括VDD5开关电源2的UC2844 启动电路,其输出包括+5V电路只管两路开关电源的启动电路中电容都是200uF,充电电阻是30kΩ,但因为开关电源2中D26的存在,使得开关电源2充电快,先开始工作,致使光耦U24的副边电源+5V比原边电源先成立。
当光耦U24的副边电源比原边电源先成即刻,光耦会输出负压〔Vout+相对于Vout-的电压〕,以以下图。
CH1:VDD5电压CH2:+5V电压CH3:U31pin6CH4:U31Pin7光耦的负压会让运放U20输出一段600mV的负压,以以下图U20Pin1电压这段负压输入到控制板的比较器U5反向输入端,此时GENERATRIX信号的电压为-470mV,这个电压已经超出了比较器同意的最大负压〔器件资料规定输入负压不得大于〕,在环境温度超出73℃时,-470mV的电压会致使比较器U5输出异样。
高温上电报Er004故障剖析报告.docxSIZE-D旧版开关电源UC2844电路1、电路正常工作时〔1〕启动初始开始的一段时间Pin1电压保持在,原由:〔1〕+15电压较低,反响电路的光耦U17初级侧的二极管两头电压未抵达导通门限,因此U17次级侧阻抗无量大〔开路〕〔2〕2844的Pin2〔内部偏差放大器“-〞端〕接地,所以偏差放大器输出为高电平,电压由芯片内部决定注:UC284X/UC384X芯片资猜中偏差放大器输出高电平的典型值为,丈量其余产品开关电源启动时Pin1电压也都在6V左右,惟有这个电路Pin1电压偏高,但器件资料并无给出高电平的最大值CH1:UC2844Pin1CH2:UC2844Pin3CH3:MOS驱动CH4:+15V这段时间Pin1电压为当Pin1电压为时,Pin3电压抵达1V那么电流取样比较器输出翻转为高,驱动封闭。
反激式开关电源工作原理及波形分析
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反激式开关电源工作时可以简化为下图所示电路:
Mos管控制原边(左侧)电流的通断。
Mos管导通时:
电感充电(实则为建立磁通),副边二极管截止,无电流。
Mos管断开时:
由于电流不同突变(实际上是磁通不能突变),于是在副边形成感应电流,二极管导通。
原边反射电压:
副边有电流流通时,会在原边感应出一个电压(下+上-),叠加在输入电压上。
原边的尖峰电压:
由于漏电感的存在,该部分的磁通没有通过磁芯耦合到副边,因此mos管断开时,会产生很大的电压来维持电流,从而达到维持磁通的目的。
振荡波形:
Mos管关断时尾部有振荡,是由于开关电流工作在断续模式时,能量释放完全后,原边、副边无电流。
此时原边的电路可以等效为电源+电感+电容(Mos管输入电容),发生谐振。
实测波形如下:
(黄色为mos驱动,绿色为mos管的VDS,粉色是原边线圈的电流)。
反激式开关电源工作原理及波形分析
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反激式开关电源工作原理及波形分析
1.正半周期:当输入电源正半周电压大于输出电压时,开关管导通,此时电流从输入电源通过开关管,经过输出电感滤波电路,最终输出给负载。
2.负半周期:当输入电源负半周电压大于输出电压时,开关管关断,此时开关管两端的电感储能。
在每个周期的正半周期和负半周期之间,开关管的导通和关断交替进行,实现了输入到输出的电压变换。
1.输入电压波形:输入电压通常为交流电源,波形为正弦波。
在正半周,当开关管导通时,输入电压通过开关管正向通流。
在负半周,当开关管关断时,输入电压不能通过开关管。
2.开关电流波形:反激式开关电源的开关管导通时,开关电流呈现方波形式,开关管关断时,开关电流为零。
由于开关电流的突变,会引起较大的干扰和损耗,因此需要设计合适的控制电路来控制开关管的导通和关断。
3.输出电压波形:输出电压可以通过输出电感滤波电路平滑得到。
输出电压在开关管导通时,随着负载的需求,可以稳定输出。
输出电压在开关管关断时,输出电容滤波电路会维持输出电压的稳定。
4.输出电流波形:输出电流波形与负载的需求有关。
在电源供电正常的情况下,输出电流总是保持稳定。
通过对反激式开关电源的工作原理及波形分析,可以了解到其有效地实现了输入到输出的电压变换。
通过合适的控制电路设计,可以实现开关
管的精确控制,从而提高电源的效率和稳定性。
相比传统的线性电源,反激式开关电源具有体积小、效率高等优点,在实际应用中有着广泛的应用前景。
反激电源波形分析
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反激电源波形分析
反激电源是一种重要的直流电源供应电路,广泛应用于各种电子设备中。
反激电源的
工作原理是通过控制开关管导通和截止的时间来实现直流电压变换和稳定输出。
本文将对
反激电源的波形进行分析。
反激电源的基本结构包括输入滤波电容、变压器、输出整流滤波电路、开关管等组成。
当开关管导通时,输入电压经过变压器升压,转化为高电压。
当开关管截止时,变压器中
发生的电感电流将导致反向电势,使得输出电压稳定在一定范围内。
在反激电源中,开关管的转态决定了输出电压的大小和变化规律。
开关管的导通时间
和截止时间分别决定了电源输出电压的上升和下降时间。
因此,对开关管的控制是反激电
源设计的重要环节。
开关管的控制是通过控制信号产生的脉冲波形来实现的。
当开关管导通时,电源呈现出一个类似于矩形波的形状。
此时,输出电压呈线性上升
趋势,直到达到设定值。
当开关管截止时,输出电压呈指数下降趋势,直到下一个导通周
期开始。
反激电源输出电压的稳定性取决于电源输出电容的大小和电源输出电流的稳定性。
当
输出电流变化较大时,输出电容对电源输出电压的稳定性具有重要的影响。
因此,在设计
反激电源时需要考虑到输出电容的大小和选取的电源输出电压值。
反激电源波形分析可以为反激电源设计和应用提供很多重要的信息。
对于设计师而言,波形分析可帮助设计者合理选取电源元件的参数,加速设计过程。
对于使用者而言,波形
分析可以帮助用户诊断电源工作是否正常,必要时进行维修和更换。
反激式开关电源原理
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反激式开关电源原理反激式开关电源(flyback power supply)是一种常见的开关电源拓扑结构,广泛应用于电子产品、通信设备以及工业设备等领域。
它具有高效率、体积小、成本低等优点,在现代电子技术中应用非常广泛。
下面将详细介绍反激式开关电源的原理和工作过程。
1.开关管电路部分:开关管(MOSFET或BJT)作为主要开关元件,它的导通和截止通过控制电压或电流改变。
在正半周期内,开关管导通,输入电源向变压器的一端充电,同时能量储存到变压器的磁场中;在负半周期内,开关管截止,磁场能量被传递到输出电路中,从而实现电能的转换。
2.变压器电路部分:反激式开关电源中的变压器是一个关键组件,它负责将输入电源中的能量转换为输出电源所需的电压和电流。
变压器的一端连接开关管,另一端连接输出电路。
当开关管导通时,输入电源的能量通过变压器的互感作用储存到磁场中;当开关管截止时,储存在磁场中的能量通过互感作用传递到输出电路中。
变压器的变比决定了输入电源与输出电源之间的电压和电流转换关系。
3.输出电路部分:输出电路部分包括整流电路和滤波电路等。
在反激式开关电源中,输出电流的产生是通过变压器传递的磁场能量,经过整流后得到直流电压。
滤波电路则用于去除输出电路中的纹波,保证输出电压的稳定性。
1.开关管导通状态:当开关管导通时,输入电源的正电压通过变压器传递给输出电路,同时通过滤波电路获取直流电压。
开关管导通的时间很短,通常在几微秒到几毫秒之间。
2.开关管截止状态:当开关管截止时,变压器中储存的磁场能量开始传递到输出电路。
变压器中储存的磁场能量通过互感作用将电压和电流传递到输出电路中。
通过调整变压器的变比,可以实现输入电压向输出电压的降压或升压转换。
1.高效率:由于开关管的截止和导通可以精确地控制,反激式开关电源具有较高的转换效率。
一般情况下,其转换效率可以达到80%以上,甚至可以达到90%以上。
2.体积小:反激式开关电源采用了变压器来实现电能转换,无需使用大型的电容或电感器件,节省了空间。
开关电源波形产生原理分析
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先上个图,这是值得研究的波形四个点①②③④,绿色的为MOS驱动波形,紫色的为MOS 电流波形,蓝色的为Vds波形今天分享第①个点波形产生的原因:第①个点就是传说中的米勒效应平台,再上个MOS管的图:三个电容分别为MOS的结电容,这里不多说。
在MOS导通的瞬间,会经过米勒效应区(可理解为放大区),输入电容Cgs=C1+C2,此时的C1不再是静态的电容,而是C1=Cdg(1+A),A是放大系数。
当驱动电流(Ig=Cgs*dVds/dt)给Cgs充电时,由于米勒效应等效到输入端的电容会放大N倍,输入电容突然增大,所以导致了充电电压的一个平台,有时甚至会有一个下降尖峰趋势平台(如上图),而这个平台增加了MOS的导通时间,造成了我们通常所说的导通损耗。
其实米勒效应描述的就是电子器件中输出和输入之间的电容反馈。
上图中,Ls为漏感,Lm为激磁电感,Cs为分布电容,Cd和Cds分别为肖特基和MOS的结电容。
下面分析②点电流尖峰波形产生的原因:在开关导通之前,输入电压和电感的感应电动势对结电容Cds和分布电容Cs进行了充电,在Q1接通的瞬间,Cs和Cds瞬间放电,产生电流(①路线和③路线)叠加到MOS管。
如果是反激的话,次级关断,D1由于结电容产生反向恢复电流,经过线圈反射到初级,如上图的②路线。
如果是DCM模式,由于二极管中在MOS导通前已经没有电流存在了,所以在DCM中这部分尖峰电流没有。
总结一下:就是由上面的①②③个通路产生了开通瞬间的那个电流尖峰。
如有误区,请大家指出!先讲第④点吧,因为第③点我暂时也说的不清楚,这个看起来图比较明显,为什么在DCM模式下才会有这个振荡?我们知道在DCM模式下,有一段初级电流和次级电流都为0的死区时间,在这段时间内,初级激磁电感Lm会产生反电动势去阻碍初级电流为0(电感总是阻碍电流的变化),Cds先是放电,等放到Vin时,Lm两端电压相等(因为Lm>>Lk,忽略Lk),为阻碍电感电流为0,Lm产生反电动势,同时对Cds进行充电,当充电电压到Vin+Vor时,Cds又开始放电,如此反复发生阻尼振荡,就产生了我们看到的这个波形,谐振频率f=1/2π根号下(Lm+Lk)*Coss。
反激开关电源多绕组ds波形
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反激开关电源多绕组ds波形
反激开关电源是一种常见的电源拓扑结构,它通常包括主变压器的一对绕组,即主绕组和辅助绕组。
在反激开关电源中,主绕组和辅助绕组之间的相互作用会产生一定的电压和电流波形。
首先,让我们来看主绕组的电压和电流波形。
在反激开关电源的工作过程中,主绕组的电压波形通常是一个周期性的方波,这是由于开关管的导通和关断导致的电压变化。
而主绕组的电流波形则会受到负载的影响,通常会呈现出一定的脉冲波形,其频率与开关频率相关。
接下来是辅助绕组的电压和电流波形。
辅助绕组通常用于实现反馈或者驱动开关管,因此其电压波形通常是由控制电路产生的,可以是方波、脉冲或者其他形式的波形。
而辅助绕组的电流波形则会受到开关管的驱动和控制电路的影响,通常也会呈现出相应的波形特征。
总的来说,反激开关电源的多绕组DS波形会受到多种因素的影响,包括电路拓扑、工作状态、负载特性等。
因此,要全面了解反激开关电源的多绕组DS波形,需要结合具体的电路设计和工作条件
进行分析和研究。
这样才能更好地理解其电压和电流波形的特点,以及对系统性能的影响。
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反激式开关电源工作时可以简化为下图所示电路:
Mos管控制原边(左侧)电流的通断。
Mos管导通时:
电感充电(实则为建立磁通),副边二极管截止,无电流。
Mos管断开时:
由于电流不同突变(实际上是磁通不能突变),于是在副边形成感应电流,二极管导通。
原边反射电压:
副边有电流流通时,会在原边感应出一个电压(下+上-),叠加在输入电压上。
原边的尖峰电压:
由于漏电感的存在,该部分的磁通没有通过磁芯耦合到副边,因此mos管断开时,会产生很大的电压来维持电流,从而达到维持磁通的目的。
振荡波形:
Mos管关断时尾部有振荡,是由于开关电流工作在断续模式时,能量释放完全后,原边、副边无电流。
此时原边的电路可以等效为电源+电感+电容(Mos管输入电容),发生谐振。
实测波形如下:
(黄色为mos驱动,绿色为mos管的VDS,粉色是原边线圈的电流)。