讲义 flyback电路原理 下载本文

(二)Flyback变换器优点

(1)电路简单,能高效提供多路直流输出,因此适合多组输出的要求。

(2)转换效率高,损失小。 (3)匝数比值较小。

(4)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。

(三)Flyback变换器缺点

(1)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。

(2)转换变压器在电流连续模式下工作时,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。

(3)变压器有直流电流成份,且同时会工作于两种模式,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。

二、Buck-Boost转换器工作原理

所有的导出型转换器都保留其基本转换器的特性;要了解Flyback转换器,要从其基本转换器Buck-Boost电路开始。 (一)Buck-Boost电路组成

Buck-Boost电路由一个开关晶体管,一个功率二极管,一个储能电感和一个输出电容组成,见图1。

图1 Buck-Boost电路结构

(二)电路特性

(1)输出电压为负电压

(2)输出电压的大小可高于或低于输入电压 (3)输入端与输出端的电流波形都是脉波形式。 (三)工作原理

为方便理解电路工作原理,先介绍一下楞次定律。

楞次定律:电感总是“阻碍外电路通过电感的磁通(电流)的变化”,即:

外电路通过电感的磁通?1(电流i1)增大,电感将产生与?1(电流i1)反向的磁通?2(电流i2),阻碍外电路磁通?1(电流i1)的增大;

外电路通过电感的?1(电流i1)减小,电感将产生与?1(电流i1)同向的磁通?2(电流i2),阻碍外电路?1(电流i1)减小的减小。

以下就Buck-Boost稳态电路的工作作一个简要说明。

假设一个周期的开始时间为:开关晶体管Q1导通时(Turned On或Closed)。此时输入电压完全跨在电感之上,电感的电流将成线性增加。由棱次定律,“外电路通过电感的电流i1增大,电感将产生与i1反向的电流i2,阻碍外电路电流i1的增大”。外电路电流i1(主要是主电路电流)从同名端流出,原边的同名端为负,异名端为正,所以电感电压V1为“+”,电感所存储的能量因此逐渐增加;变压器副边的同名端为负,异名端为正,所以功率二极管反偏,负载所需的能量完全由输出电容提供,此时电容的电压会有些降低(要看电容的大小)。

当开关晶体的控制信号(电压或电流),使开关晶体Q1不导通时(Turned Off或Opened),此时外电路通过电感的电流i1急剧减小(几乎为零),由楞次定律,“电感将产生与磁通?1(电流i1)同向的磁通?2(电流i2),阻碍外电路?1(电流i1)的减小”;外电路电流i1(主要是电感电流),从同名端流出,原边的同名端为正,异名端为负,所以电感电压V1为“-”,变压器副边的同名端为正,异名端为负,所以功率二极管正偏,变压器副边电压大小恰等于输出电压。通过二极体的电感电流将线性减少,除了提供给负载外,还给输出电容充电(输出电容的电压会增高些),这个情形将持续到下一个周期开始为止。