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反激式轉換器
鎖定
- 中文名
- 反激式轉換器
- 外文名
- Flyback Converter
- 用 途
- 交流直流(AC/DC)和直流直流(DC/DC)轉換
- 產品類型
- 開關電源
反激式轉換器結構及原理
反激式轉換器組成部分
反激式轉換器的結構參考其結構圖。其核心部件包括開關,變壓器,二極管和電容。開關由脈衝寬度調製(PWM)控制,通過閉合與導通在變壓器兩端產生高頻方波信號。變壓器將產生的方波信號以磁場感應的方式傳遞到次級線圈。通過二極管和電容的濾波整流作用,在輸出端得到穩定的直流輸出
[1]
。
反激式轉換器工作原理
反激式轉換器的工作分為兩個階段,開關閉合和開關斷開階段。
在開關閉合階段,變壓器的初級線圈(Primary Coil)直接連接在輸入電壓上。初級線圈中的電流和變壓器磁芯中的磁場增加,在磁芯中儲存能量。在次級線圈(Secondary Coil)中產生的電壓是反向的,使得二極管處於反偏狀態而不能導通。此時,由電容向負載提供電壓和電流。
在開關斷開階段,初級線圈中的電流為0。同時磁芯中的磁場開始下降,在次級線圈上感應出正向電壓。此時二極管處於正偏狀態,導通的電流流入電容和負載。磁芯中存儲的能量轉移至電容和負載中。
反激式轉換器控制
由於反激式轉換器具有絕緣隔離的功能,所以在控制電路上也同樣需要有絕緣隔離功能。最常用的兩種控制模式是電壓反饋控制和電流反饋控制。這兩種控制模式都需要將信號從次級線圈一側傳遞到初級線圈一側,通常採用光電耦合器或者在變壓器磁芯上增加一個單獨繞線的方法實現隔離信號傳遞。
反激式轉換器重要公式
參數説明:
Vin | D | f | Lp | Np | Ns | Pout | Vfb |
輸入電壓 | 佔空比 | 開關頻率 | 初級線圈電感 | 初級線圈圈數 | 次級線圈圈數 | 輸出功率 | 反激電壓 |
反激式轉換器缺點
1.由於在傳輸函數中存在零點,使用電壓反饋電路只能使用較低的帶寬。
3.在初級線圈和次級線圈中有較大的脈衝電流。
反激式轉換器應用舉例
反激式轉換器USB充電器
主流的手機的USB充電器使用的均為反激式轉換器。圖1中給出了iPhone充電器的拆解示意圖
[6]
以及典型的手機充電器反激式轉換器的電路圖。圖1中的電路使用了初級繞組端控制技術。
反激式轉換器CCD電源
例如數碼照相機中的CCD芯片,需要從鋰電池等電池電壓(1.5 V-4 V)轉換至15 V。反激式轉換器是這種情況下的常用轉換器
[7]
。
- 參考資料
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- 1. V Quercioli.Pulse Width Modulated (PWM) Power Supplies.英國:ELSEVIER,1993:43-101
- 2. Che-Wei Chang,Yu-Tzung Lin,Ying-Yu Tzou .Digital primary-side sensing control for flyback converters:IEEE,International Conference on Power Electronics and Drive Systems,2009:689- 694
- 3. 具有PFC的離線初級感應LED驅動器 .德州儀器[引用日期2013-01-23]
- 4. Christophe P. Basso.Switch-Mode Power Supplies : SPICE Simulations and Practical Designs.美國:McGraw-Hill,2008
- 5. Understanding nonlinear slope-compensation: a graphical analysis .EE Times.2011-05-11[引用日期2013-01-23]
- 6. Apple iPhone Charger Teardown: Quality in a Tiny Expensive Package .Ken Shirriff's Blog - Power supplies, Arduino, Arc, and whatever[引用日期2013-01-23]
- 7. Flyback Converter Serves Battery-Powered CCD Applications .Maxim Integrated[引用日期2013-01-23]