什么是反激式转换器:设计及其工作

反激式转换器设计如过去70年的开关模式电源,以便将任何类型的转换如AC和DC执行任何类型的转换为DC。反激的设计使利于在最早的20世纪30年代开发电视进行通信。它使用非线性开关供应概念。这反激变压器存储磁能并充当电感器与非激活设计相比。本文都是关于反激式转换器的工作及其拓扑。

什么是反激式转换器?

反激式转换器被定义为电源转换器,可将AC转换为DC,其中输入和输出之间的电流隔离。当电流流过电路并在移除电源时释放能量时,它存储能量。它使用了相互耦合的电感器,并用作隔离开关转换器,用于降压或升压电压变压器。


它可以控制和调节具有宽范围输入电压的多个输出电压。这组件与其他开关模式电源电路相比,设计反激式转换器是一些。激活词称为设计中使用的开关的开/关作业。

反激式转换器设计

反激式转换器设计非常简单,包含2021欧洲杯足球竞猜官方平台电气元件与反激式变压器,交换机,整流器,过滤器和控制设备一样,以驱动开关并实现调节。

开关用于打开和关闭主电路,可以磁化或退出变压器。来自控制器的PWM信号控制开关的操作。在大多数反激式变压器设计中,FET或MOSFET或基本晶体管用作开关。

反激式转换器设计
反激式转换器设计

整流器整流次级绕组的电压以使脉动直流输出并断开载荷与变压器的次级绕组的连接。电容器根据所需的应用滤除整流器输出电压并增加直流输出电平。


反激式变压器用作存储磁能的电感器。它设计为两个耦合电感器,其充当初级和次级绕组。它以近50kHz的高频运行。

设计计算

有必要考虑反激式转换器设计计算匝数比,占空比和初级绕组的电流。因为转弯比可能会影响流过初级和次级绕组的电流以及占空比。当匝数比高时,占空比也变高,并且通过初级和次级绕组的电流降低。

随着电路中使用的变压器是自定义类型,由于这些天,不可能获得具有转向比的完美变压器。因此,通过选择具有所需额定值并且更接近所需的额定传感器的变压器可以补偿电压和输出的差异。

工程师应考虑其他参数,如核心材料,气隙的效果和极化。

下面讨论通过考虑开关位置的反激式转换器设计计算。

当开关打开时

VIN - VL - vs = 0

在理想状态下,VS = 0(电压降)

然后VIN - VL = 0

VL = LP DI / DT

di =(vl / lp)x dt

自从vl = vin.

di =(vin / lp)x dt

通过在我们得到的两侧施加整合,

主要绕组的电流是

IPRI =(VIN。/ LP)吨

存储在初级绕组中的总能量是,

epri =½思志2X LP.

其中VIN =输入电压

LP =初级绕组或初级电感的电感。

开关打开时的吨=周期

当开关关闭时

VL(辅助) - VD - VOUT = 0

二极管电压降在理想条件下为零

VL(次要) - Vout = 0

VL(辅助)= VOUT

VL = LS DI / DT

di =(vl eduty / ls)/ dt

由于VL辅助= VOUT

因此,

di = vout / ls)x dt

通过应用整合,我们得到

ISEC =(VSEC / LS)(T - TON)

转移的总能量表示为

ESEC =½[(vsec / ls)。(t - 吨)]2。LS.

其中vsec =次级绕组中的电压=负载的总输出电压

LS =次级绕组的电感

t = PWM信号周期

吨=按时开关

反激式转换器/工作原理的操作

从上图可以理解反激转换器的操作。工作原理基于开关模式电源(SMPS)模式。

当开关处于接通位置时,输入和负载之间没有能量传递。总能量将存储在电路的初级绕组中。这里漏极电压Vd = 0,电流IP通过初级绕组。能量以变压器的磁电感的形式存储,并且电流随着时间的线性而增加。然后,二极管变为反向偏置,并且没有电流流到变压器的次级绕组,并且总能量存储在输出处使用的电容器中。

当开关处于关闭位置时,通过改变由于磁场引起的变压器绕组的极性传递到负载的能量,并且整流电路开始整流电压。核心中的总能量将转移到负载,将整流,并且该过程将继续,直到芯中的能量耗尽或直到开关打开。

反激式转换器拓扑

反激式转换器拓扑结构适应,灵活,简单的SMPS(开关模式电源)设计具有良好的性能特征,对许多应用提供了优势。
反激式转换器拓扑的性能特征如下所示。

反激拓扑
反激拓扑

上述波形显示了反激式变压器的初级和次级绕组的突然过渡和逆转电流。通过调节初级绕组的占空比的开/关作动,将调节输出电压。我们可以通过使用反馈来隔离输入和输出,或者通过在变压器上使用额外的绕组来隔离输入和输出

反激拓扑SMPS

反激拓扑SMPS图如下所示。

反激拓扑SMPS设计需要较少的号码。与其他SMPS拓扑相比,给定功率范围的组件。它可以为给定的AC或DC源操作。如果从AC源取出输入,则输出电压将完全整流。这里MOSFET用作SMPS。

SMPS反激拓扑的操作完全基于开关IE的位置,即MOSFET。

反激拓扑SMPS
反激拓扑SMPS

它可以基于开关或FET的位置以连续或已停止模式操作。在停止模型中,在开关打开之前,次级绕组中的电流变为零。在连续模式下,次级中的电流不会变为零。

当开关关闭时,存储在变压器的漏电电感中的能量流过初级绕组,并由输入钳位电路或缓冲电路吸收。缓冲电路的作用是保护来自高电感电压的开关。开关的开启和关闭过程中会有功耗。

SMPS反激式变压器设计

SMPS反激式变压器设计比正常电源设计更受欢迎,因为它的成本低,效率和简单的设计。它隔离变压器的初级和次级绕组,用于给定多个输入并提供多个输出电压,这可能是正的或负的。

当开关打开和关闭时,基本SMPS反激式变压器设计如下所示。它也用作隔离功率转换器。设计中使用的反激式变压器包含初级和次级绕组,电动分离以避免瞬态耦合,接地环,并提供灵活性。2021欧洲杯足球竞猜官方平台

变压器开关已打开
变压器开关已打开

SMPS反激式变压器设计的使用具有优于传统变压器设计的优势。这里,电流不会同时流过初级和次级绕组,因为绕组的相位被反转,如上图所示。

变压器开关关闭
变压器开关关闭

它以初级绕组中的磁场形式的能量存储一定的时间并转移到初级绕组。最大输出负载电压,操作范围,输入和输出电压范围,电力传递能力和反激周期的特性是SMPS反激变压器设计中的重要参数。

应用程序

反激式转换器应用程序是,

  • 用于电视机,电源电量低至250W
  • 用于电子PC中电源的支架(低功耗开关模式)
  • 用于手机和移动充电器
  • 用于高压电源,如电视,CRT,激光器,手电筒和复制设备等。
  • 用于多个输入输出电源
  • 用于隔离栅极驱动电路。

因此,这一切都是关于反激式转换器的概述- 设计,工作原理,操作,拓扑,SMPS反激式变压器设计,拓扑,SMPS拓扑设计和应用。这是一个问题,“反激式转换器有哪些优势?“

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