
单端反激电路的三种工作模式.pdf
4页单端反激电路的三种工作模式 HDJ 2011-9-6 反激电源有三种工作模式 :连续工作模式 、断续工作模式 、临界连续工作模式 本文分为 3 个部分 :( 1)连续工作模式 ;( 2)断续工作模式 ;( 3)临界连续工作模式 ; 单端反 激电源简图如图表 1 所示 VoD6+-+-LlkQ2 C2Lm U2+--+UmC1 R1Vin iq+-图表 1 单端反激电源简图 1. 连续工作模式 单端反激电源满载或者重载时 ,开关占空比大 ,副边二极管未关断时 MOS 管就会开通 ,其工作过程没有原副边电流同时为 0 的情况 ,即工作在 连续模式 ,其工作波形如 图表 2 所示 UqUlki2iqU2U1ttttttt0t1t2t3Vgst图表 2 单端反激电源工作过程 工作过程分析如下 : 1) t0 时刻之前 ,开关管处于 导通状态 ,原边电流上升 ,变压器储能 ,原边电压为正 ,副边电压为负 ,电容 C1 上对 R1 缓慢放电 ,C1 电压减小 2) t0~t1 阶段 t0 时刻 ,关断开关管 a) 原边电流迅速减小 ,其减小的速度为 Vin/Lm,副边二极管导通 ,副边电流迅速增大 ;(b) 原边激磁电感上的电流减小 ,原边电压减小 ,副边电压升高 ,两者同时过 0,然后 各自达到 最小值 和最大值 ,副边电压为2V ,原边电压为 )//(2 ps NNV 。
c) 由于 MOS 管有结电容存在 ,所以其上电压不能突变 ,是零电压关断 MOS 管承受的压降为 )//(2 psin NNVV + ;(d) 这个过程中,由于漏感上的电流不能突变 ,开始对 C1 充电 ,C1 不再减小 ,有增大的趋势 3) t1~t2 时刻 这个过程中 ,(a) 原副边电压 和 MOS 管压降 基本保持不变 ;(b) 由于t1 时刻 U1 达到负的最大值 ,其电压高于 C1 电压 ,所以 C1 被充电 ,并很快达到最大值 ;(c) 由于变压器能量在释放 ,副边电流缓慢减小 4) t2~t3 时刻 t2 时刻关断 MOS 管a) 原边电压 迅速 升高 ,副边电压开始降低 ,并且在 t3 时刻达到最大值和最小值 b) 该过程中电流有一个很大的尖峰 ,该尖峰产生的原因有两个方面 :第一 、由于副边电流未减小到 0 时被强迫关断 ,所以反射到原边产生 ;第二 、由于原边电感电压在这一过程中变化很快 ,由 dtdiLU /⋅= 可知,电流随着电压的变化也迅速增加 ,该尖峰电流在 t3 时刻达到最小值 ; 5) t3 时刻以后 ,MOS 管结电容放电 ,很快完全导通 ,其工作过程跟 t0 时刻之前一样 。
2. 断续工作模式 反激电源在空载或者轻载时有可能工作在断续模式 空载或轻载时 ,开关的占空比较小 ,开关关断后副边电流线性减小 ,在开关开通之前减小到 0,这时原 、副边电流均为 0,反激电源工作在断续工作模式 单端反激电源断续工作模式下的工作过程如 图表 3 所示 tVgst3t2t1t0ttttttU1U2iqi2UlkUq图表 3 断续模式反激电源工作过程 其工作过程如下 : 1) t0 时刻之前 、t0~t1 时刻工作状态跟连续 模式 相同 ; 2) t1~t2 时间 该时间段可以分为两个时间段 a)副边电流线性下降 ,变压器的储能向副边释放 ,原边电压为负值 ,大小为 )//(2 ps NNV ,副边电压为 V2,MOS管上的压降为 )//(2 psin NNVV + ;( b)副边电流降到 0 以后 , 原边电压 由于没有了 副 边 映 射 电 压 的 钳 位 , 开 始 线 性 上 升 , 由 于 电 流 几 乎 为 0 , 由CtiUU inq /)( ∆⋅=−∆ 可知 ,电压变化很慢 ,副边电压线性下降 ,MOS 管的压降也随着原边电压的回升而减小 ,直到 t2 时刻开通 MOS 管; 3) t2~t3 时间 。
由于 MOS 管开通 ,原边电压线性上升 其斜率为 min LU / ,副边电压线性下降 原边电感电压在这一过程中变化很快 ,由 dtdiLU /⋅= 可知 ,电流随着电压的变化也迅速增加 ,该尖峰电流在 t3 时刻达到最小值 ; 4) t3 时刻以后 ,MOS 管结电容放电 ,很快完全导通 ,其工作过程跟 t0 时刻之前一样 3. 临界连续工作模式 临界连续工攻模式下 ,单端反激电源工作波 形如 图表 4 所示 tVgst3t2t1t0ttttttU1U2iqi2UlkUq图表 4 反激电源临界连续模式下工作过程 临界连续工作模式是连续模式与断续模式的一个过渡 ,可以当作连续模式分析与可以当作断续模式分析 其工作过程与连续模式基本相同 ,不同之处有两点 : 1) t1~t2 阶段结束 ,在 t2 时刻 ,副边电流刚好降为 0,副边二极管刚好关断 1) t2~t3 阶段的原边 电流尖峰只由原边电感电压的变化引起 ,不由副边二极管映射过来,这一点同断续模式一致 。
