单端反激开关电源.doc

单端反激开关电源是一种广泛应用的电力转换拓扑结构，尤其适合于对体积和成本有较高要求的场景。它在设计上是对Buck-Boost变换器的改进，通过加入变压器实现了输入与输出之间的电气隔离，这在需要隔离的电源应用中至关重要。 Buck-Boost变换器的工作原理分为两个阶段：在开关管开启时，电流流过电感并存储能量；当开关管关闭时，电感释放能量，通过二极管给负载供电。根据伏秒平衡法则，输入电压Vin乘以开关导通时间Ton等于输出电压Vout乘以开关关断时间Toff。因此，输出电压Vout与占空比D的关系为Vout=Vin*D/(1-D)。在这种变换器中，晶体管和二极管承受的电压应力是Vin加上Vout。 在电流连续模式（CCM）中，电感电流在整个周期内始终保持非零值。而在电流不连续模式（DCM）中，电感电流会在一个周期内降至零，然后再次上升至最大值。 反激变换器是在Buck-Boost变换器的基础上，将开关管和续流二极管之间插入一个变压器。在开关开通时，变压器初级电感电流上升并储存能量，次级二极管因反向偏置而关断；在开关关断时，初级电流中断，次级二极管正向偏置导通，为负载供电。理想情况下，变压器初级侧的VDS波形由输入电压Vin和反射电压VF组成，其中VF是次级输出电压VOUT按照初、次级匝数比NS/NP反射回初级的电压。 反激电源的设计需考虑几个关键参数：1）反射电压VF，它影响初级侧的电压应力和效率；2）变压器的设计，包括磁芯材料、绕组比例和磁通密度，这些都会影响电源的转换效率和功率处理能力；3）电容C的选择，必须足够大以在开关周期内为负载提供稳定电流；4）占空比D的控制，它决定了输出电压的大小；5）以及选择适当的开关频率，平衡效率和电磁干扰（EMI）的要求。 在实际应用中，还需要考虑其他因素，如热管理、保护电路（过电压、过电流、短路保护等）、效率优化和电磁兼容性（EMC）。此外，对于反激电源，其输出电压可以通过调整占空比或改变变压器的比例来调整，适应不同电压需求。在设计反激电源时，需要综合考虑这些因素，确保电源性能稳定、可靠，并满足特定的应用需求。