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開關電源基礎知識拓展之正激反激介紹

張飛電子實戰營 ? 來源:張飛電子實戰營 ? 2024-12-06 11:18 ? 次閱讀

一、變壓器的同名端異名端

1、變壓器

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如圖所示,變壓器由初級線圈和次級線圈組成,初級線圈是指變壓器的輸入線圈,次級線圈是指變壓器中的輸出線圈。當交流電通過初級線圈時,它會產生一個磁場,這個磁場穿過變壓器的鐵芯,并且在次級線圈中產生感應電動勢。這個電動勢的大小取決于初級線圈和次級線圈之間的匝數比。

2、同名端和異名端

同名端觀測相位相同,異名端觀測相位相差180°。

同名端,是互感線圈之間的電流或電動勢相位判別的依據。同名端具體指:當兩個互感線圈通入電流,所產生的磁通方向相同時,兩個線圈的電流流入段稱為同名端,反之稱為異名端。

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#其中點了兩個點的部位就是同名端,原邊電壓與副邊電壓 相位相同,輸入電壓與輸出電壓無相位差。

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#其中原邊電壓與副邊電壓 相位相反,輸入電壓與輸出電壓相位差180°。

二、隔離式拓撲結構

2.1 正激變換器

單端正激變換器由BUCK電路演變而來,在BUCk電路中的開關管右邊插入一個隔離變壓器實現。

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左側為初級線圈,右側為次級線圈。工作流程為:
當左側開關管導通時,次級線圈產生上正下負(同名端)的感應電動勢,次級線圈一側的上方二極管導通,電流流經二極管-電感-電容后給負載供電。

當左側開關管關閉時,電流由電感-電容后給負載供電。

注:為什么正激是三個線圈?

因為正激在開關管導通時磁芯充磁,而關斷時,初級線圈會形成一個下正上負的反向電動勢,同時線圈N與初級線圈Np極性相反,產生一個上正下負的電動勢,這個電動勢經由二極管消耗掉。

同時Nr線圈與初級線圈Np的電流方向是反向的,這樣就可以釋放掉鐵芯中的電磁,不至于產生磁飽和,為下次充磁做準備。

2.2 反激變換器

反激變換器是由BUCK-BOOST變換器推演而來的。將BUCK-BOOST變換器中的電感替換成一個隔離變壓器即可得到反激變換器。

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相對于正激變換器,在線圈數量上少了一個線圈Nr,原因在于:在反激變換器中變壓器它既是電感又是變壓器,所以從電感的特性角度來考慮,它是不需要復位繞組線圈Nr的,電感就是一個儲能的器件,它在MOS導通時儲存能量,MOS關斷時釋放能量,所以一直處于平衡狀態,因此不會飽和,不需要多余的線圈使其釋放能量。

2.3 反激變換器的優缺點及應用

優點:

①、采用一個耦合電感器來充當隔離變壓器并用于儲能。

②、輸入和輸出地是隔離的。

③、利用占空比和匝數比來實現電壓的降低或提升。

④、易于實現多個輸出。

⑤、不需要采用一個單獨的輸出電感器。

⑥、最適合較低的功率級別。

缺點:

①、高輸出紋波電流

②、高輸入紋波電流

③、環路帶寬可能受限于右半平面零點

應用:由于反激采用最簡單的隔離式拓撲,因而具有最低的成本;使用了數量最少的功率組件:4個;并且是人們所了解、實現的數量最多而且得到最廣泛支持的拓撲之一。因此在功率范圍小于150W的應用而言反激變換器是上佳的選擇。

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原文標題:開關電源基礎知識拓展--正激反激

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