单端反激式开关电源变压器设计的基本工作原理

2019-03-12 17:24字体:
  

  图一(a)为反激式变压器的工作原理图,其中,开关管VT1的导通和截止使得原边绕组线圈产生交变电流信号。当原边绕组导通期间,次级绕组输出电压为上负下正,整流二极管VD1和VD2截止,输出电容Co和Cf放电;当原边绕组截止时次级输出电压为上正下负,整流二极管VD1和VD2导通,输出电容Co和Cf充电,与正激式电路充放电过程相反。可以从输入输出电压、电流波形关系图一(b)中得出DCM模式下的工作过程。其中PWM、UDS、IDl,IF1、Io1、Uo2分别为开关管VT1栅极脉宽调制信号、漏源极电压、整流二极管VD1和VD2电流、负载输出端Co正极性端电压波形、反馈输出端Cf正极性端电压波形。

  所谓单激式变压器开关电源,是指开关电源在一个工作周期之内,变压器的初级线圈只被直流电压激励一次。一般单激式变压器开关电源在一个工作周期之内,只有半个周期向负载提供功率(或电压)输出。当变压器的初级线圈正好被直流电压激励时,变压器的次级线圈也正好向负载提供功率输出,这种变压器开关电源称为正激式开关电源;当变压器的初级线圈正好被直流电压激励时,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。

  图二是单激式变压器开关电源的最简单工作原理图。图二中,Ui是开关电源的输入电压,T是开关变压器,K是控制开关,R是负载电阻。

  

  当控制开关K接通的时候,直流输入电压Ui首先对变压器T的初级线绕组供电,电流在变压器初级线绕组的两端会产生自感电动势e1;同时,通过互感M的作用,在变压器次级线绕组的两端也会产生感应电动势e2;当控制开关K由接通状态突然转为关断状态的时候,电流在变压器初级线绕组中存储的能量(磁能)也会产生反电动势e1;同时,通过互感M的作用,在变压器次级线绕组中也会产生感应电动势e2。因此,在控制开关K接通之前和接通之后,在变压器初、次级线圈中感应产生的电动势方向是不一样的。



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