單端反激式開(kāi)關(guān)電源變壓器設(shè)計(jì)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(dǎo)通和截止使得原邊繞組線圈產(chǎn)生交變電流信號(hào)。當(dāng)原邊繞組導(dǎo)通期間，次級(jí)繞組輸出電壓為上負(fù)下正，整流二極管VD1和VD2截止，輸出電容Co和Cf放電;當(dāng)原邊繞組截止時(shí)次級(jí)輸出電壓為上正下負(fù)，整流二極管VD1和VD2導(dǎo)通，輸出電容Co和Cf充電，與正激式電路充放電過(guò)程相反?？梢詮妮斎胼敵鲭妷骸㈦娏鞑ㄐ侮P(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(diào)制信號(hào)、漏源極電壓、整流二極管VD1和VD2電流、負(fù)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(nèi)，變壓器的初級(jí)線圈只被直流電壓激勵(lì)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(nèi)，只有半個(gè)周期向負(fù)載提供功率(或電壓)輸出。當(dāng)變壓器的初級(jí)線圈正好被直流電壓激勵(lì)時(shí)，變壓器的次級(jí)線圈也正好向負(fù)載提供功率輸出，這種變壓器開(kāi)關(guān)電源稱為正激式開(kāi)關(guān)電源；當(dāng)變壓器的初級(jí)線圈正好被直流電壓激勵(lì)時(shí)，變壓器的次級(jí)線圈沒(méi)有向負(fù)載提供功率輸出，而僅在變壓器初級(jí)線圈的激勵(lì)電壓被關(guān)斷后才向負(fù)載提供功率輸出，這種變壓器開(kāi)關(guān)電源稱為反激式開(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(fù)載電阻。

當(dāng)控制開(kāi)關(guān)K接通的時(shí)候，直流輸入電壓Ui首先對(duì)變壓器T的初級(jí)線圈N1繞組供電，電流在變壓器初級(jí)線圈N1繞組的兩端會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)e1;同時(shí)，通過(guò)互感M的作用，在變壓器次級(jí)線圈N2繞組的兩端也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e2；當(dāng)控制開(kāi)關(guān)K由接通狀態(tài)突然轉(zhuǎn)為關(guān)斷狀態(tài)的時(shí)候，電流在變壓器初級(jí)線圈N1繞組中存儲(chǔ)的能量(磁能)也會(huì)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)e1;同時(shí)，通過(guò)互感M的作用，在變壓器次級(jí)線圈N2繞組中也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(jí)線圈中感應(yīng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)方向是不一樣的。

圖三：反激式開(kāi)關(guān)電源電路圖