反激式变压器设计原理.doc

反激式变压器设计原理(FlybackTransformerDesignTheory)(Flyback)转换器又称单端反激式或"Buck-Boost"、反激式转换器的优点有:,能高效提供多路直流输出,,,仍可有较稳定的输出,目前已可实现交流输入在85~、反激式转换器的缺点有:,负载调整精度不高,因此输出功率受到限制,)模式下工作时,有较大的直流分量,易导致磁芯饱和,所以必须在磁路中加入气隙,,M/DCM两种模式,故变压器在设计时较困难,反复调整次数较顺向式多,(Theisolatedflybackconverter)中,变压器"T""T"又称为Transformer-:当开关晶体管Trton时,变压器初级Np有电流Ip,并将能量储存于其中(E=LpIp/2).由于Np与Ns极性相反,此时二极管D反向偏压而截止,,由楞次定律:(e=-N△Φ/△T)可知,变压器原边绕组将产生一反向电势,此时二极管D正向导通,,导通时间ton的大小将决定Ip、Vce的幅值:Vcemax=VIN/1-DmaxVIN:输入直流电压;Dmax:最大工作周期Dmax=ton/T由此可知,想要得到低的集电极电压,必须保持低的Dmax,也就是Dmax<,在实际应用中通常取Dmax=,以限制Vcemax≦,也就是原边峰值电流Ip为:Ic=Ip=IL/=Io,故当Io一定时,匝比n的大小即决定了Ic的大小,上式是按功率守恒原则,原副边安匝数相等NpIp=:公式导出如下:输出功率:Po=LIp2输入电压:VIN=Ldi/dtVIN=LIpf/Dmax或则Po又可表示为:Po=ηVINfDmaxIp2/2fIp∴Ip=2Po/ηVIND上列公式中:VIN:Dmax:Lp:Ip:f:转换频率电流,(DiscontinuousInductorCurrentMode)转换":ton时储存在变压器中的所有能量在反激周期(toff)(ContinuousInductorCurrentMode)或称"不完全能量转换":,,当变换器输入电压VIN在一个较大范围内发生变化,或是负载电流IL在较大范围内变化时,.,,"右半平面零点",,当变换器输入电压VIN在一个较大范围内发生变化,或是负载电流IL在较大范围内变化时,.,,"右半平面零点",磁通增量ΔΦ在ton时的变化必须等于在"toff"时的变化,,ΔΦ=VINton/Np=Vs*toff/Ns即变压器原边绕组每匝的伏特/秒值必须等于副边绕组每匝伏特/:DCM状态下在Trton期间,整个能量转移波形中具有较高的原边峰值电流,这是因为初级电感值Lp相对较低之故,使Ip急剧升高所造成的负面效应是增加了绕组损耗(windinglose)和输入滤波电容器的涟波电流,从而要求开关晶体管必须具有高电流承载能力,,原边峰值电流较低,,就需要有较高的变压器原边电感值Lp,在变压器磁芯中所储存的残余能量则要求变压器的体积较DCM时要大,,M的变压