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原创 【博客大赛】浅谈FlyBack Converter(反激式转化器)工作原理

2018-8-31 22:52 2964 5 5 分类: 电源/新能源 文集: 电源相关

    FlyBack Converter又称单端反激式转换器,又称返返驰式(Flyback)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。电子设备都是需要电源的,因此开关电源得到很广泛的应用。而对于中小功率的电源使用最广泛的拓扑结构就是:反激式结构。举些实际应用的例子,如笔记本电脑的适配器、手机充电器等。

这里先抛出FlyBack Converter的优点和缺点

  • 优点:

   1.电路简单,成本低,可靠性高,能提供多路直流输出;

   2.当出入电压波动很大时,仍能稳定输出,可实现交流输入;

   3.变压器匝数比值较小;

   4.转换效率高,损耗小;

  •  缺点:

   1.输出电压纹波较大,负载调整精度不高,因此输出功率受到限制;

   2.工作在CCM模式下,有较大的直流分量,容易导致变压器磁芯饱和,所以必须在此路中加入气隙,从 而造成变压器体积变大;

   3.Converter有直流分量,且同时会工作在CCM/DCM两种不同模式,导致Converter的设计和环路补偿的 设计比较困难;

    很显然,以上所说的优缺点和FlyBack Converter电路本身息息相关,下面就简单介绍下FlyBack Converter的演变过程,当然我们先要解释一下Buck-BoostFlyBack的关系,很多帖子或者书上认为Buck-Boost就是FlyBcak或者说Buck-Boost就是FlyBack的应用,其实不然,下面一张图很好的解释了二者之间的关系,如图(1):

                           图(1)

    Flyback是基于Back-Boost Converter演变而来的。图(2)就是其演变过程从ab,下面我们逐步分析一下,Back-Boost最终演变成成Flyback

                                   图(2)

    *图(2.aBuck-Boost的原型电路,我们把图(2.a中的电感L变成双路11的并联线圈,这样就 变成了图(2.b
    *图(2.b中其他不改变,把并联电感断开,匝数比还是11,就是图(2.c了。
    *图(2.c中二极管反向接,变压器匝数比变成1n,变压器次级同名端反接使得输出电压正负极和 输入极性一样。MOS管接到初级变压器的负极,以便简化后期开关驱动电路的设计,稍微整理一下,就是图(2.d的电路了,图(2).d就是我们想要的Flyback的基本电路了。

    上面介绍了Flyback Converter的推演过程,这里简单分析一下Flyback Conveter的工作原理,这里给出3个简单的模型示意图,代表电路工作的3个阶段,如图(3),

                         图(3)

    *图(3.a是大多数隔离变压器转换电路的等效电路,实际的变压器电路可以等效成一个理想变压器 并联一个电感Lm
    *图(3.bMOS管导通时,变压器原边充电,二极管关断,负载由输出滤波电容供电。
    *图(3.cMOS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。

    好了FlyBack Converter的工作原理简单的分析到这里,有的人可能会说怎么连个公式都没有,这里只想和大家分享一下FlyBack Converter电路的感性认识,公式书上就有这里就不拿出来吓唬大家了,这个电路深入还有很多地方可以学习,例如其工作状态CCMDCM的波形分析、开关电路的驱动设计,以及后续的PCBLayout注意事项都是可以拿出来大书特书的东西,这里就是抛砖引玉,和大家一起探讨一下最原始的东西,如有不对的地方希望指正,一起学习,一起进步。

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cooldog123pp_491312405 2018-9-3 10:02

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givh79_163.com 2018-9-3 09:10

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是木科技 2019-05-05 23:41
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