單端反激式開(kāi)關(guān)電源變壓器設計的基本工作原理

反激式變壓器的基本工作原理

圖一(a)為反激式變壓器的工作原理圖，其中，開(kāi)關(guān)管VT1的導通和截止使得原邊繞組線(xiàn)圈產(chǎn)生交變電流信號。當原邊繞組導通期間，次級繞組輸出電壓為上負下正，整流二極管VD1和VD2截止，輸出電容Co和Cf放電;當原邊繞組截止時(shí)次級輸出電壓為上正下負，整流二極管VD1和VD2導通，輸出電容Co和Cf充電，與正激式電路充放電過(guò)程相反?？梢詮妮斎胼敵鲭妷?、電流波形關(guān)系圖一(b)中得出DCM模式下的工作過(guò)程。其中PWM、UDS、IDl，IF1、Io1、Uo2分別為開(kāi)關(guān)管VT1柵極脈寬調制信號、漏源極電壓、整流二極管VD1和VD2電流、負載輸出端Co正極性端電壓波形、反饋輸出端Cf正極性端電壓波形。

圖一：反激式變壓器的基本工作原理圖單激式變壓器開(kāi)關(guān)電源的工作原理

所謂單激式變壓器開(kāi)關(guān)電源，是指開(kāi)關(guān)電源在一個(gè)工作周期之內，變壓器的初級線(xiàn)圈只被直流電壓激勵一次。一般單激式變壓器開(kāi)關(guān)電源在一個(gè)工作周期之內，只有半個(gè)周期向負載提供功率(或電壓)輸出。當變壓器的初級線(xiàn)圈正好被直流電壓激勵時(shí)，變壓器的次級線(xiàn)圈也正好向負載提供功率輸出，這種變壓器開(kāi)關(guān)電源稱(chēng)為正激式開(kāi)關(guān)電源；當變壓器的初級線(xiàn)圈正好被直流電壓激勵時(shí)，變壓器的次級線(xiàn)圈沒(méi)有向負載提供功率輸出，而僅在變壓器初級線(xiàn)圈的激勵電壓被關(guān)斷后才向負載提供功率輸出，這種變壓器開(kāi)關(guān)電源稱(chēng)為反激式開(kāi)關(guān)電源。

圖二：?jiǎn)渭な阶儔浩鏖_(kāi)關(guān)電源的工作原理圖

圖二是單激式變壓器開(kāi)關(guān)電源的最簡(jiǎn)單工作原理圖。圖二中，Ui是開(kāi)關(guān)電源的輸入電壓，T是開(kāi)關(guān)變壓器，K是控制開(kāi)關(guān)，R是負載電阻。

當控制開(kāi)關(guān)K接通的時(shí)候，直流輸入電壓Ui首先對變壓器T的初級線(xiàn)圈N1繞組供電，電流在變壓器初級線(xiàn)圈N1繞組的兩端會(huì )產(chǎn)生自感電動(dòng)勢e1;同時(shí)，通過(guò)互感M的作用，在變壓器次級線(xiàn)圈N2繞組的兩端也會(huì )產(chǎn)生感應電動(dòng)勢e2；當控制開(kāi)關(guān)K由接通狀態(tài)突然轉為關(guān)斷狀態(tài)的時(shí)候，電流在變壓器初級線(xiàn)圈N1繞組中存儲的能量(磁能)也會(huì )產(chǎn)生反電動(dòng)勢e1;同時(shí)，通過(guò)互感M的作用，在變壓器次級線(xiàn)圈N2繞組中也會(huì )產(chǎn)生感應電動(dòng)勢e2。因此，在控制開(kāi)關(guān)K接通之前和接通之后，在變壓器初、次級線(xiàn)圈中感應產(chǎn)生的電動(dòng)勢方向是不一樣的。

圖三：反激式開(kāi)關(guān)電源電路圖