PWM单端反激式变换器电路原理分析

To f Ip Is 单端反激式变换器工作原理1 单端反激式变换器电路原理分析

l 单端反激式变换器的特点

单端反激式变换器又称电感储能式变换器，工作原理如图所示,

当开关管Q1被PWM 脉冲激励而导通时,直流输入电压施加到

高频变压器T 的初级绕组上,此时NP 相当于一个纯电感,流过NP

的电流线性上升,电源能量以磁能形式存储在电感中,次级整流

二极管D1截止,输出电容C 给负载供电。(电能转换为磁能)

当开关管Q1截止时,由于电感电流不能突变,初级绕组两

端电压极性反向, 次级绕组上的电压极性颠倒使D1导通, 初级

储存的能量传送到次极,提供负载电流,同时给输出电容充电。

(磁能换为电能)

单端反激式变换器通常采用加气隙来增大可工作的磁场强度H ，

减少剩余磁感应强度;当反激式变换器处于连续工作模式时,气

隙可有效防止磁芯饱和，因而可增大电源的输出功率，减少变压

器磁芯损耗,进一步提高开关频率。

一、调制

1.定义: 利用某一种电压或波形的改变,去控制另一种电压或波形发生某种形式的改变。

2.调制方式:利用电压的改变,去控制另一种波形的改变,最后达到能控制输出电压的改变,同时能控制输出电压稳定的一种技术措施。

3.脉冲宽度调制方式(PWM:(Pulse Width Modulation):

①是输入电压的变化,使输出脉冲宽度发生变化的一种方式。

②开关管工作周期T是固定不变的。

③输出电压的改变和稳定,就是控制开关管调整饱和导通的时

间来实现的。

④脉宽式开关电源都是降压式的变换器,但采用变压器隔离的

开关电源,可以改变初级与次级绕组匝数比,来决定输出电

压是升压还是降压。

⑤占空比的比值就是电压比的比值,占空比的变化范围:0∽1。

2.交流共模滤波电感的结构和工作原理

①定义:是在一个磁心上的两个匝数相等的绕组中再电流方向上的不

同,就能起到共模滤波电感的作用。

②模式:1.差模输入:就是在共模滤波器的两个输入端口,所输入电压

是有差别的一种输入模式。

在某一瞬间,两个输入端的电压一个为+,一个为

-,两个绕组产生的磁通是大小相等方向相反,磁

芯中就没有变化的磁通,也没电感量,也没感抗,

对50HZ的交流电压没有阻力,只有绕组的直流电

阻存在,直流电阻值为0.1-0.5Ω实际有0.1-0.2W

能量损失,可忽略。

2.共模输入:就是在共模滤波器的两个输入端口,所输入电压

是没有差别的一种输入模式。

假设共模高频干扰电压输入为+或-,两个绕组产生的是

同一方向变化的磁通,磁芯中就有变化的磁通,就有感抗,

电感对共模高频干扰会有较大的衰减。

三、电路原理分析

1.交流输入部分

③NTC201是热敏电阻,在开关电源中起过温保护和软启动的作用。

④低通滤波器

定义:低频能通过而高频干扰信号通不过的滤波器,就是能滤掉高频电压,又可叫高频滤波器。

b.组成:一般由电容器和电感组成

c.作用: 1.防止电网上的高频干扰信号、抑制浪涌电压、尖蜂电

压进入开关电源中。

2.阻止、限制开关电源所产生的噪声,高频电磁干扰信号

串入电网上。

d.电感

e.电容

作用:1.电容器的基本作用既是充电和放电。

2.储能:以电压形式存储能量:Ec=1/2V2C,具有隔直流通

交流的作用,它两端的电压不能突变,电容的容

抗是与频率成反比,频率越高,它呈现的容抗越

。

小,容抗:Xc=1

2∏FC

3.滤波作用:整流电路将交流变成脉动的直流,在整流电

路之后接入一个较大容量的电解电容,在滤

波电路中,电容的耐压值不要小于交流有效

值的1.42倍。利用其充放电特性,使整流后的

脉动直流电压变成相对比较稳定的直流电压。

在实际中,为了防止电路各部分供电电压因

负载变化而变化,所以在电源的输出端及负

载的电源输入端接电解电容,由于大容量的

电解电容一般具有一定的电感,对高频及脉

冲干扰信号不能有效地滤除,故在其两端并

联了一只容量为0.001--0.lpF的电容,以滤

除高频及脉冲干扰。

4.去耦作用:滤除高频器件在PCB电源或芯片电源脚上引

起的辐射电流,为器件提供一个局部的直流

通路,能减低电路中的电流冲击峰值。

它在减小电源和地平面上纹波、噪声和毛刺

很有效果。

减少开关噪声在板上的传播并抑制噪声对其

它芯片的干扰。

0.1uF以下的陶瓷电容常被用来做去耦电容。

5.旁路作用: (Bypass)是指给信号中的某些有害部分提供

一条低阻抗的通路。电源中高频干扰是典型

的无用成分,需要将其在进入目标芯片之前

提前滤掉,旁路电容主要针对高频干扰（高是

相对的,认为20MHz以上为高频干扰,20MHz以

下为低频纹波),选用涤纶薄膜电容。

注: 电阻主要是用做限流和确定固定电平,即所

谓的上拉或下拉。

揩振回路可以选用云母、高频陶瓷电容。

谐振分串联谐振和并联谐振。串联谐振产生

过电压,并联谐振产生大电流。

f.图1分析,C205,L1,C203组成∏型低通滤波电路,C205,C203为

抗串模干扰元件,用于抑制正态噪声,电容选漏电流小的。所

以,CLC型滤波电路中电容的容量和电感的感量越大,他们的滤

波效果就越好。

g.常用高压和低压低通滤波电路

二、桥式整流

0-265VAC经桥式整流后,直流电压=265*1.414=374.71V,

此电压分三路:

1路:经R203降压以及C224,C225滤波后为UC2845提供启动电压

2路:经高频变压器初级为开关功率管的漏极提供驱动电压, D201,C202,R201是变压器缓冲网络吸收回路,用于吸收对变

压器初级的漏电流,次级反馈到初级的尖峰电流进行吸收

或二次将漏感反向耦合到次级,吸收开关管关断时,变压器

漏感产生的过电压。

3路: R203和R233组成泄放回路,电压经R203和R233对地放电。