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反激电源及变压器的最大占空比实现
[发布时间]:2014年9月26日 [来源]:电源网 [点击率]:10002
【导读】: 在开关电源当中,占空比发挥着重要的作用,它起着调整开关管导通时间的作用,占空比的值越高,就意味着输出电压越高。占空比在反激电路的设计当中也同样适用,接下来,就将为大家介绍一种产生最大占空比的反激电...

    图中Lm:励磁电感、Llk1:初级漏感、Llk2:次级漏感。

    假定:若磁芯带有空气隙,其磁导G 远小于铁氧体,所以在计算磁路磁导时忽略铁氧体的磁导,而只计空气隙的磁导;由于高频变压器线圈匝数一般很少,可以忽略变压器线圈电阻,因此在MOS管导通期内变压器初级电流呈线性上升;在任何时候磁芯都无磁通饱和,即应选取饱和磁通密度高,且有足够大的磁路截面积的磁芯;反激设计合理,在最小电压输入最大功率输出时,初级线圈处于临界连续模式,MOSFET 导通瞬间有电流I=0,MOSFET关断时有变压器初级峰值电流Ipk。

    励磁电感的推导

    若选定芯片最大导通占空比为Don max,则MOSFET 最大导通时间:

    假定Klk=0.95,η=0.75,则一个周期内变压器储存并释放的总能量:

    同时,能量来自MOSFET 导通时段初级线圈储能:

 


 

 

    励磁电感Lm=Klk=Lp。

    反激电压Uf 的确定及MOS 管的选取

 

图3 示出反激电源工作时MOSFET 漏-源极电压uds 波形

    假设滤波电容足够大,在拓扑电路反激过程中,励磁电感放电电流iLm 也是线性变化,如图4 所示。

图4 Ilm与Uds的关系

    MOSFET 关断时电压均值等于输入电压与变压器反激电压之和。由图4可见,MOSFET 关断时有一个尖峰噪声电压,该噪声电压和泄放回路的设计、MOS 管的关断速度这两个因素有关。设计Uf 时必须考虑变压器饱和磁通密度、MOS 管的耐压值、PWM芯片的最大导通时间。如图4 所示,若tint=0,电源工作在临界连续模式。tint 阶段变压器无电能传递,所以理论上Uf 应尽量小。如果Uf 设计合理,则在最小输入电压及最大功率输出时tint=0,电源工作在临界连续模式。此时:

    由此式可估计出Uf。选取MOS 管耐压应超过峰值电压,电流额定值大于Ipk,导通时电阻越小越好。

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