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反激式開關電源的三種工作模式

h1654155282.3538 ? 來源:電子設計基礎 ? 作者:電子設計基礎 ? 2021-05-01 18:06 ? 次閱讀

當 Q1 開通時,輸入的直流電壓通過初級繞組向變壓器灌入能量,D1 承受反壓而截止;Q1 關斷時變壓器內灌注的能量通過次級繞組釋放,經 D1 整流、C2 濾波后供負載使用。變壓器在反激電路中起到儲能和變壓的作用。

反激式開關電源有三種工作方式:連續(xù)模式(CCM)、斷續(xù)模式(DCM)及臨界模式(BCM)。在斷續(xù)工作模式下,功率管零電流開通,開通損耗小。而副邊二極管零電流關斷可以不考慮反向恢復的問題,對 EMC 會有好處,但帶來的問題是峰值電流較大,原邊關斷損耗較大。

o4YBAGB-p7eAWUlXAAENsy563pE122.png

反擊典型拓撲

首先這個結構輸入和輸出是隔離的,安全性好。通過改變開關脈沖占空比和變壓器的變比很容易實現(xiàn)寬范圍輸入的功能。

反激式開關電源最大的特點就是電路簡單。由于只有一個開關管,因此不會出現(xiàn)橋式變換器直通的問題。因此在相同的技術條件下可靠性比橋式變換器高。由于反激式開關電源的電路簡單和價格相對低廉,在輸出功率比較小的應用中

(小于 200W),反激式電路為首選方案。

反激式開關電源最大的限制就是輸出功率低,一般輸出功率為幾十瓦或者百來瓦。這個限制存在的原因是這種電路結構的輸出功率取決于變壓器原邊電流峰值,而這個峰值跟原邊的電感量有關(還有開關頻率、占空比等其他因素)。如果想把反激電源的輸出功率做的很大,那么變壓器的電感量會小到跟分布參數(shù)

反激式開關電源電感電流連續(xù)模式(CCM)主要波形如圖1所示。

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圖1 CCM 反激,CH1驅動,CH2DS,CH3 二極管電壓,CH4 原邊電流

電感電流斷續(xù)模式(DCM)主要波形如圖 2所示。

pIYBAGB-p8KALfNTAAX3mJGCIKc370.png

圖 2 電感電流斷續(xù)狀態(tài)(DCM)CH1驅動,CH2DS,CH3 二極管電流,CH4 原邊電流

兩種狀態(tài)的主要差別在原邊開關管開通時刻電流是否從 0 開始線性上升,或在 MOS 關斷時間內,副邊整流二極管是否有電流為 0 的時刻。

從上面兩幅圖可以看到,在 CCM 狀態(tài)下,流過開關管的電流并非 0 開始線性上升,MOS 開通瞬間有一定的電流,且在 MOS 關斷時間內,副邊整流二極管沒有電流為 0 的時刻。在 DCM 狀態(tài)下,流過開關管的電流從 0 開始線性上升(上圖開通時刻有輕微振蕩),且在 MOS 關斷時間內,副邊整流二極管有電流為 0 的時刻。
責任編輯人:CC

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