反激電源以及變壓器設(shè)計(jì)介紹

　　t1時(shí)刻，Q1關(guān)斷，由于電感電流不能突變，所以，電感電流通過(guò)D1，向C1充電。并在C1兩端電壓作用下，電流下降。

　　t2時(shí)刻，電感電流和二極管電流降到零。D1截止，MOS的結(jié)電容和電感開(kāi)始發(fā)生諧振。所以可以看見(jiàn)MOS的Vds電壓出現(xiàn)周期性的振蕩。

　　t3時(shí)刻，Q1再次開(kāi)通，進(jìn)入一個(gè)新的周期。

　　在這個(gè)工作模式中，因?yàn)殡姼须娏鲿?huì)到零，所以是電流不連續(xù)的DCM模式。有叫做能量完全轉(zhuǎn)移模式，因?yàn)殡姼兄袃?chǔ)存的能量完全轉(zhuǎn)移到了輸出端。而二極管因?yàn)橐补ぷ髟贒CM狀態(tài)，所以沒(méi)有反向恢復(fù)的問(wèn)題。 但是我們應(yīng)該注意到，DCM模式的二極管、電感和MOS漏極的峰值電流是大于上面的CCM模式的。

　　需要注意的是在DCM下的伏秒積的平衡是：

　　Vin×(t1-t0)=Vout(t2-t1)

　　只是個(gè)波形的正反問(wèn)題。就好象示波器的探頭和夾子如果反過(guò)來(lái)，那么波形就倒過(guò)來(lái)。

　　你注意看圖的右邊，看波形具體的定義是什么。有的波形是兩個(gè)點(diǎn)相減出來(lái)的。

　　看波形圖也要配合這原理圖來(lái)看的。

　　當(dāng)MOS開(kāi)通的時(shí)候，二極管D1承受著反壓，是一個(gè)負(fù)的電壓。MOS關(guān)斷的時(shí)候，二極管導(dǎo)通，正向壓降很低二極管的反向恢復(fù)，和其工作時(shí)PN結(jié)的載流子的運(yùn)動(dòng)有關(guān)系。DCM時(shí)，因?yàn)槎O管已經(jīng)沒(méi)有電流流過(guò)了，內(nèi)部載流子已經(jīng)完成了復(fù)合過(guò)程。所以不存在反向回復(fù)問(wèn)題。會(huì)有一點(diǎn)點(diǎn)反向電流，不過(guò)那是結(jié)電容造成的。

　　在CCM和DCM模式有個(gè)過(guò)渡的狀態(tài)，叫CRM，就是臨界模式。這個(gè)模式就是電感電流剛好降到零的時(shí)候，MOS開(kāi)通。這個(gè)方式就是DCM向CCM過(guò)渡的臨界模式。CCM在輕載的時(shí)候，會(huì)進(jìn)入DCM模式的。CRM模式可以避免二極管的反向恢復(fù)問(wèn)題。同時(shí)也能避免深度DCM時(shí)，電流峰值很大的缺點(diǎn)。要保持電路一直工作在CRM模式，需要用變頻的控制方式。

　　我還注意到，在DCM模式，電感電流降到零以后，電感會(huì)和MOS的結(jié)電容諧振，給MOS結(jié)電容放電。那么，是不是可以有種工作方式是當(dāng)MOS結(jié)電容放電到最低點(diǎn)的時(shí)候，MOS開(kāi)通進(jìn)入下一個(gè)周期，這樣就可以降低MOS開(kāi)通的損耗了。答案是肯定的。這種方式就叫做準(zhǔn)諧振，QR方式。也是需要變頻控制的。不管是PWM模式，CRM模式，QR模式，現(xiàn)在都有豐富的控制IC可以提供用來(lái)設(shè)計(jì)。

　　2、那么我們常說(shuō)，反激flyback電路是從buck-boost電路演變而來(lái)，究竟是如何從buck-boost拓?fù)溲葑兂龇醇lyback拓?fù)涞哪?請(qǐng)看下面的圖：

　　這是基本的buck-boost拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。下面我們把MOS管和二極管的位置改變一下，都挪到下面來(lái)。變成如下的電路結(jié)構(gòu)。這個(gè)電路和上面的電路是完全等效的。

　　接下來(lái)，我們把這個(gè)電路，從A、B兩點(diǎn)斷開(kāi)，然后在斷開(kāi)的地方接入一個(gè)變壓器，得到下圖：

　　為什么變壓器要接在這個(gè)地方?因?yàn)閎uck-boost電路中，電感上承受的雙向伏秒積是相等的，不會(huì)導(dǎo)致變壓器累積偏磁。我們注意到，變壓器的初級(jí)和基本拓?fù)渲械碾姼惺遣⒙?lián)關(guān)系，那么可以將變壓器的勵(lì)磁電感和這個(gè)電感合二為一。另外，把變壓器次級(jí)輸出調(diào)整一下，以適應(yīng)閱讀習(xí)慣。得到下圖：

　　這就是最典型的隔離flyback電路了。由于變壓器的工作過(guò)程是先儲(chǔ)存能量后釋放，而不是僅僅擔(dān)負(fù)傳遞能量的角色。故而這個(gè)變壓器的本質(zhì)是個(gè)耦合電感。采用這個(gè)耦合電感來(lái)傳遞能量，不僅可以實(shí)現(xiàn)輸入與輸出的隔離，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了電壓的變換，而不是僅僅靠占空比來(lái)調(diào)節(jié)電壓。

　　由于此耦合電感并非理想器件，所以存在漏感，而實(shí)際線(xiàn)路中也會(huì)存在雜散電感。當(dāng)MOS關(guān)斷時(shí)，漏感和雜散電感中的能量會(huì)在MOS的漏極產(chǎn)生很高的電壓尖峰，從而會(huì)導(dǎo)致器件的損壞。故而，我們必須對(duì)漏感能量進(jìn)行處理，最常見(jiàn)的就是增加一個(gè)RCD吸收電路。用C來(lái)暫存漏感能量，用R來(lái)耗散之。

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