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反激变压器

目前,反激变压器在当代的应用可谓是越来越广泛,反激变压器是值得我们好好学习的,现在我们就深入了解反激变压器。  ---查看全文 >>

关键字:反激 变压器 

反激变压器

目前,反激变压器在当代的应用可谓是越来越广泛,反激变压器是值得我们好好学习的,现在我们就深入了解反激变压器

反激变压器
反激变压器

反激变压器是什么?

反激变压器,或称转换器又称单端反激式或"Buck-Boost"转换器.因其输出端在原边绕组断开电源时获得能量故而得名。

反激变压器工作方式

反激变压器工作方式1. 电感电流连续模式CCM ( Continuous Inductor Current Mode) 或称 " 不完全能量转换 " : 储存在变压器中的一部分能量在toff末保留到下一个ton周期的开始. 

反激变压器工作方式2. 电感电流不连续模式DCM (Discontinuous Inductor Current Mode)或称 " 完全能量转换 ": ton时储存在变压器中的所有能量在反激周期 (toff)中都转移到输出端. 

反激变压器原理


当开关晶体管  Tr ton时,变压器初级Np有电流 Ip,并将能量储存于其中(E = LpIp / 2).由于Np与Ns极性相反,此时二极管D反向偏压而截止,无能量传送到负载.当开关Tr off 时,由楞次定律 : (e = -N△Φ/△T)可知,变压器原边绕组将产生一反向电势,此时二极管D正向导通,负载有电流IL流通.反激式转换器之稳态波形如图

2. 由图可知,导通时间 ton的大小将决定Ip、Vce的幅值: 
Vce max = VIN / 1-Dmax 
VIN: 输入直流电压 ; Dmax : 最大工作周期 
Dmax = ton / T
由此可知,想要得到低的集电极电压,必须保持低的Dmax,也就是Dmax<0.5,在实际应用中通常取Dmax = 0.4,以限制Vcemax ≦ 2.2VIN.
开关管Tr on时的集电极工作电流Ie,也就是原边峰值电流Ip为: Ic = Ip = IL / n. 因IL = Io,故当Io一定时,匝比 n的大小即决定了Ic的大小,上式是按功率守恒原则,原副边安匝数 相等 NpIp = NsIs而导出. Ip亦可用下列方法表示:
Ic = Ip = 2Po / (η*VIN*Dmax) η: 转换器的效率
公式导出如下:
输出功率 : Po = LIp2η / 2T
输入电压 : VIN = Ldi / dt设 di = Ip,且 1 / dt = f / Dmax,则:
VIN = LIpf / Dmax 或 Lp = VIN*Dmax / Ipf
则Po又可表示为 :
Po = ηVINf DmaxIp2 / 2f Ip = 1/2ηVINDmaxIp
∴ Ip = 2Po / ηVINDmax 
上列公式中 :
VIN : 最小直流输入电压 (V)
Dmax : 最大导通占空比
Lp : 变压器初级电感 (mH)
Ip : 变压器原边峰值电流 (A)
f : 转换频率 (KHZ)

反激变压器
反激变压器

反激变压器缺点

反激式变压器的缺点有: 
1. 转换变压器在电流连续(CCM)模式下工作时,有较大的直流分量,易导致磁芯饱和,所以必须在磁路中加入气隙,从而造成变压器体积变大. 

2. 输出电压中存在较大的纹波,负载调整精度不高,因此输出功率受到限制,通常应用于150W以下. 

3. 变压器有直流电流成份,且同时会工作于CCM / DCM两种模式,故变压器在设计时较困难,反复调整次数较顺向式多,迭代过程较复杂.

反激变压器优点

反激式变压器的优点有: 

1. 变压器匝数比值较小. 

2. 输入电压在很大的范围内波动时,仍可有较稳定的输出,目前已可实现交流输入在 85~265V间.无需切换而达到稳定输出的要求.

3. 电路简单,能高效提供多路直流输出,因此适合多组输出要求. 

4. 转换效率高,损失小. 

综上所述,本文已为讲解反激变压器,相信大家对反激变压器的认识越来越深入,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值。

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