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详谈反激式开关电源的两种工作方式

2022-10-08 16:52
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随着电力电子技术的快速发展,工作在高频的开关电源已逐渐应用在电气和电子设备领域,这也让反激式开关电源逐渐成为市场上主流的开关电源,所以今天我们来谈谈反激式开关电源有哪种工作方式?

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反激式开关电源的典型电路如图所示。所谓的反激,是指当开关管VT1导通时,高频变压器T初级绕组的感应电压为上正下负,整流二极管VD1处于截止状态,在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时,变压器T初级绕组中存储的能量,通过次级绕组及VDI整流和电容C滤波后向负载输出。

反激式开关电源以主开关管的周期性导通和关断为主要特征。开关管导通时,变压器一次侧线圈内不断储存能量;而开关管关断时,变压器将一次侧线圈内储存的电感能量通过整流二极管给负载供电,直到下一个脉冲到来,开始新的周期。开关 电源中的脉冲变压器起着非常重要的作用: -是通过它实现电场-磁场-电场能量的转换,为负载提供稳定的直流电压;二是可以实现变压器功能,通过脉冲变压器的初级绕组和多个次级绕组可以输出多路不同的直流电压值,为不同的电路单元提供直流电量;三是可以实现传统电源变压器的电隔离作用,将热地与冷地隔离,避免触电事故,保证用户端的安全。

反激式拓扑开关电源有两种工作方式:

1、完全能量转换,也叫作非连续导通模式,该模式的特点是变压器在储能周期中储存的所有能量在反激周期都转移到输出端。

2、不完全能量转换,也叫作连续导通模式,存储在变压器中的部分能量保留到下一个储存周期开始。

结合图以非连续导通模式为例分析反激式开关电源的工作原理。该模式反激式拓扑开关电源的一个工作周期中有励磁、去磁、非连续导通三个阶段。

(1)励磁阶段:当开关VT1 导通时,变压器初级励磁电感中的电流从零开始上升。由于次级边的二极管具有单向导通性,此时二极管反偏,在次级不导通电流,输出滤波电容C向负载供电。由于此阶段的作用是向初级励磁电感补充能量,以为在下一个阶段向次级绕组转移能量做准备,因此这个阶段被称为励磁阶段。

(2)去磁阶段:当励磁阶段结束后,VT1停止导通。由于电感电流不能突变,励磁电感电流开始在初级电感上续流,能量通过变压器转移到输出端,在次级边上,二:极管正向导通,输出端得到能量。此时,励磁电感上的电压反向,励磁电流开始下降,因此该阶段被称为去磁阶段。

(3)非连续导通阶段:当励磁电感的电流下降到零时,变压器初级边的能量已经完全转移到次级边,次级边上二极管不再导通。此时反激式拓扑中的初级和次级绕组都不导通电流,等待着下一个周期的到来。在连续导通模式下,不存在这个阶段。


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