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反激拓撲2—反激電路工作原理分析

根據第一章節反激拓撲1—反激電路的由來最后演變而來的反激拓撲,將開關S更換為產品開發過程中常用的MOSFET

1、反激電源的分類,根據其電流的連續性分為CCM(連續工作模式)、CRM(臨界工作模式)、DCM(斷續工作模式)三種,根據我開關頻率f可以分為固定頻率模式和變頻模式

理想狀態下,CCM、CRM和DCM三種工作模式的驅動波形、MOSFET電壓Vds和原副邊電流波形如下:

記得剛開始接觸反激時,一直以為反激就是斷續模式,因為不管看原邊電流還是副邊電流,確實時斷續的,當了解了反激電源的演變過程,就發現不能只看其中一側的電流去判斷,區分三種模式最明顯的方法就是電流,CCM模式最容易識別,在開關管開通瞬間,原邊或者副邊的電流波形不為0即為連續模式,想要比較清楚的區分CRM和DCM模式,就需要同時把原副邊的電流波形測量出來進行對比了。2、CCM工作模式分析(CRM模式可以看做是勵磁電感直流分量電流為0時的CCM模式)CCM模式下,一個周期T=ton+toff①在MOSFET導通過程中,即0-ton階段變壓器原邊繞組與輸入電源連接,原邊繞組儲存能量,且Vp=Vin,根據變壓器原理,其副邊繞組電壓Vs=Ns*Vin/Np,二極管D反向截止,Is=0根據Vin*△t=Lp*△Ip,△Ip=Vin*ton/Lp②在MOSFET斷開過程中,即toff階段變壓器原邊工作結束,ton階段儲存在電感Lp中的能量通過副邊Ls進行釋放,Vs=Vd+Vout,根據變壓器的原理,在原邊繞組上會感生出一個電壓VOR=Np*Vs/Ns,該電壓通常被稱為反射電壓,而MOSFET所承受的電壓VDS=Vin+VOR

圖1 MOSFET導通過程

圖2 MOSFET斷開過程

②DCM模式分析DCM模式與CCM模式基本原理相同,差異在于DCM模式一個周期的時間T>ton+toff,T-(ton+toff)的時間段內,變壓器副邊電流Is=0,Vs=0,所以原邊繞組不存在反射電壓VOR,MOSFET的電壓VDS=Vin。以上分析均為理想條件下的分析,實際應用時,由于變壓器不可避免的存在漏感等寄生參數,會對實際的工作過程產生比較大的影響。

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