电源硬件设计----反激变换器(Flyback Converter)基础

爱被打了一巴掌 2023-09-27 11:27 100阅读 0赞

## 1 反激变换器(Flyback Converter)拓扑结构 ##

反激变换器拓扑结构，如图所示：  
![在这里插入图片描述][bda5cf45a4514f0fa660070e73015f4c.png_pic_center]

拓扑结构分析：

*  输入电压 Vi
 *  输出电压 Vo
 *  开关组件 S
 *  变压器 T
 *  原边线圈圈数 Np
 *  副边线圈圈数 Ns
 *  整流理想二极管 D
 *  滤波电容 C

## 2 反激变换器(Flyback Converter)原理 ##

反激变换器(Flyback Converter)拓扑结构，如图所示：  
![在这里插入图片描述][035a3cd5443c45ec93ff99f160e9a034.png_pic_center]

**S导通(开关管导通)时：**

*  电流由输入电压端流经变压器原边线圈与开关形成电流回路。此时变压器原边线圈两端压降为Vi
 *  副边线圈两端感应电压Vi/n，因回路上二极管不导通，副边回路上无电流
 *  变压器原边线圈因电流流过而产生磁力线于变压器铁芯内，其数量会随流通电流的时间增加而增加
 *  因副边线圈无电流流通，原边电流增加使得原边能量累积于原边线圈中，直到开关断开为止

**S关断(开关管关断)时：**

*  原边线圈两端电压因磁力线累积储存在变压器铁芯内，因而产生反电势
 *  原边线圈两端反电势由铁芯内累积的磁力线，使得副边线圈两端电压产生相对感应电势
 *  二极管导通(理想二极管)，副边线圈两端电压为Vo，原边线圈两端电压为Vo\*n
 *  电流 由副边线圈开始经二极管与输出电容形成回路，并将变压器的能量释放，直到下一次开关导通为止

**反激变换器电压转换公式：**  
![在这里插入图片描述][b8568cc099964709a51ddcc6be9fbc92.png_pic_center]  
D = 占空比  
T = 周期  
n = 变压器匝比

**电压波形如图所示：**

![在这里插入图片描述][12f8892fcbb7458894c9f2e45c34f74b.png_pic_center]

## 3 反激变换器(Flyback Converter)应用举例 ##

已知：输入电压值为 Vi  
给定：变压器匝比为 n  
调制：占空比为 D  
得出：输出电压值为 Vo  
![在这里插入图片描述][b8568cc099964709a51ddcc6be9fbc92.png_pic_center]

**应用举例：**

应用于输入电压为100V，隔离输出电压需求为5V，隔离变压器匝比为5，求占空比需控制在多少才能使得输出电压稳定在5V？

![在这里插入图片描述][6f110fda2ead4e6784b464510f8ef349.png_pic_center]

## 4 反激变换器(Flyback Converter)应用环境 ##

**反激变换器特点：**

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>反激</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>拓扑形式</td> 
   <td>隔离(升/降)压型</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>压比(Vo/Vi)</td> 
   <td>(1/n)*(D/(1-D))</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>变压器利用率</td> 
   <td>低</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>功率应用范围</td> 
   <td>&lt;100W</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>功率密度</td> 
   <td>低</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>开关管</td> 
   <td>一个(原边主动开关)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>成本</td> 
   <td>低</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>调制方式</td> 
   <td>脉冲宽度调制(PWM)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>控制芯片</td> 
   <td>UCC38C42</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**应用环境：**

*  宽范围输入电压
 *  低功率输出需求
 *  低价格产品应用

**希望本文对大家有帮助，上文若有不妥之处，欢迎指正**

**分享决定高度，学习拉开差距**

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