电子器件系列39:反激式变压器

news2024/12/22 12:06:33

反激式(Flyback)变压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。反激式变换器以其电路结构简单,成本低廉而深受广大开发工程师的喜爱。

反激式变压器适合小功率电源以及各种电源适配器。但是反激式变换器的设计难点是变压器的设计,因为输入电压范围宽,特别是在低输入电压,满负载条件下变压器会工作在连续电流模式,而在高输入电压,轻负载条件下变压器又会工作在不连续电流模式。

变换器?

变换器,是将信源发出的信息按一定的目的进行变换。

Buck变换器?

 

(开关电源原理与设计-张占松(pdf完整版) - 豆丁网) 第7页

boost变换器?

 

 

  Buck-Boost转换器 ?

降压-升压变换器(buck–boost converter)也称为buck–boost转换器,是一种直流-直流转换器,其输出电压大小可以大于输入电压,也可以小于输入电压。降压-升压变换器和返驰式变换器等效,但用单一的电感器来取代变压器。

  把Buck转换器和Boost转换器 结合起来,就是 Buck-Boost转换器 。

降压-升压变换器_百度百科

优点

反激式变压器的优点有:

1. 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.

2. 转换效率高,损失小.

3. 变压器匝数比值较小.

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.

缺点

反激式变压器的缺点有:

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(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.

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.

理想变压器/反激变压器/实际变压器的工作原理-电子发烧友网

所有的磁元件都遵循两个原则:安培定律和电磁感应定律。这里不再赘述,有需要的可自行搜索其原理。

1、理想变压器

理想变压器指的是所有线圈耦合的磁通完全相同,既没有漏磁,磁芯磁导率无穷大,且没有损耗,线圈没有电阻和分布电容等等。通俗地说,多大的功率进去,就会有多大的功率出来,没有任何延迟。这个和电感的能量传输是不一样的,电感是需要一定时间储能,然后释放也需要时间。

如下图所示,理想变压器具有两个线圈,绕在同一个磁芯上。电流从同名端流入(那个黑点代表同名端),如果两个同名端流入电流,将会在磁芯中产生相同方向的磁场。

2、反激变压器

反激变压器在能量传输方式上和一般变压器有着本质区别。虽然反激变压器同样能完成能量传输(输入功率=输出功率)。但是反激变压器在功率变换器中一个开关周期不同时间起作电感和变压器双重作用。

在反激式开关电源电路中,在开关管导通时,这个变压器相当于一个电感。此时输入电压加在变压器初级,初级线圈就像电感一样,电流呈斜坡形式上升,能量得以储存(因为次级有二极管阻断电路,能量无法传输到次级)。

当开关管截止时,电流不能在初级流通了。感应电动势将会迫使次级二极管导通,能量从初级传输到次级,并提供给负载。这个时候,反激式变压器起为变压器作用。

(反激式变压器计算匝数比就是利用开关管关断这个阶段算的,反射电压与输出电压比)

 

一文带你认识反激变压器

不同变压器的工作原理解析 - 电源/新能源 - 电子发烧友网

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