反激電源以及變壓器設計解析
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下面先讓我們仿真一下反激flyback電路的工作過程。在使用耦合電感仿真的時候，我們需要知道saber中，耦合電感怎么用。簡單的辦法，就是選擇一個理想的線性變壓器，然后設置其電感量來仿真。還有一個辦法，就是利用耦合電感K這個模型來仿真。下圖是我們用來仿真的電路圖，為了讓大家能看到元件參數的設置，我把所有元件的關鍵參數都顯示出來了。還有，因為仿真的需要，我把輸入和輸出共地，實際電路當然是隔離的。本文引用地址：http://2s4d.com/article/176777.htm
細心的朋友可能會注意到，變壓器的初級電感量是202uH，參與耦合的卻只有200uH，那么有2uH是漏感。次級是50uH，沒有漏感。變壓器的電感比是200：50，那么意味著變壓器的匝比NP/NS=2：1設定瞬態(tài)掃描，時間10ms，步長10ns，看看穩(wěn)態(tài)時的波形吧：
下面先簡單敘述其工作原理：
t0時刻，MOS開通。變壓器初級電流在輸入電壓的作用下，線性上升，上升速率為Vin/l1。變壓器初級電壓感應到次級，整流二極管反向截止。二極管承受反壓為Vin/(NP/NS)+Vout。
t1時刻，MOS關斷。 變壓器初級電流被強制關斷。我們知道電感電流是不能突變的，而現在MOS要強制關斷初級電流，那么初級電感就會在MOS關斷過程中，在初級側產生一個感應電動勢。根據電磁感應定律，我們知道，這個感應電動勢在原理圖中是下正上負的。這個感應電動勢通過變壓器的繞組耦合到次級，由于次級的同名端和初級是反的。所以次級的感應電動勢是上正下負。當次級的感應電動勢達到輸出電壓時，次級整流二極管導通。初級電感在MOS開通時儲存的能量，通過磁芯耦合到次級電感，然后通過次級線圈釋放到次級輸出電容中。在向輸出電容中轉移能量的過程中，由于次級輸出電容容量很大，電壓基本不變，所以次級電壓被箝位在輸出電壓Vout，那么因為磁芯繞組電壓是按匝數的比例關系，所以此時初級側的電壓也被箝位在Vout/(NS/NP)，這里為了簡化分析，我們忽略了二極管的正向導通壓降。
現在我們引入一個非常重要的概念，反射電壓Vf。反射電壓Vf就是次級繞組在向次級整流后的輸出電容轉移能量時，把次級輸出電壓按照初次級繞組的匝數比關系反射到初級側繞組的電壓，數值為:Vf=(Vout+Vd)/(NS/NP)，式中，Vd是二極管的正向導通壓降。在本例中，Vout約為20V，Vd約為1V，NP/NS=2，那么反射電壓約為42V。從波形圖上可以證實這一點。那么我們從原理圖上可以知道，此時MOS的承受的電壓為Vin+Vf。
也有朋友注意到了，在MOS關斷的時候，Vds的波形顯示，MOS上的電壓遠超過Vin+Vf!這是怎么回事呢?這是因為，我們的這個例子中，變壓器的初級有漏感。漏感的能量是不會通過磁芯耦合到次級的。那么MOS關斷過程中，漏感電流也是不能突變的。漏感的電流變化也會產生感應電動勢，這個感應電動勢因為無法被次級耦合而箝位，電壓會沖的很高。那么為了避免MOS被電壓擊穿而損壞，所以我們在初級側加了一個RCD吸收緩沖電路，把漏感能量先儲存在電容里，然后通過R消耗掉。當然，這個R不僅消耗漏感能量。因為在MOS關斷時，所有繞組都共享磁芯中儲存的能量。其實，留意看看，初級配上RCD吸收電路，和次級整流濾波后帶一個電阻負載，電路結構完全是相同的。故而初級側這時候也像一個輸出繞組似的，只不過輸出的電壓是Vf，那么Vf也會在RCD吸收回路的R上產生功率。因此，初級側的RCD吸收回路的R不要取值太小，以避免Vf在其上消耗過多的能量而降低效率。t3時刻，MOS再次開通，開始下一個周期。那么現在有一個問題。在一個工組周期中，我們看到，初級電感電流隨著MOS的關斷是被強制關斷的。在MOS關斷期間，初級電感電流為0，電流是不連續(xù)的。那么，是不是我們的這個電路是工作在DCM狀態(tài)的呢?
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