单端反激式开关电源设计实例分析

1.反激式开关电源原理--简介

反激式开关电源是指使用反激高频变压器隔离输入输出回路的开关电源。“反激”指的是在开关管接通的情况下，当输入为高电平时输出线路中串联的电感为放电状态;相反，在开关管断开的情况下，当输入为高电平时输出线路中的串联的电感为充电状态。与之相对的是“正激”式开关电源,当输入为高电平时输出线路中串联的电感为充电状态,相反当输入为高电平时输出线路中的串联的电感为放电状态,以此驱动负载。

2.反激式开关电源原理--工作模式

反激式开关电源的电路结构比较简单，在小功率电路中应用非常广泛，在15kw光伏逆变器中用到的两个电源都是这种结构。反激式开关电源有三种工作模式：连续模式、非连续模式以及临界模式。在非连续工作模式中，功率管零电流开通，开通损耗小，而副边二极管零电流关断，可以不考虑反向恢复问题，对EMC会有一些好处。

3.反激式开关电源原理

接下来小编会以单端反激式开关电源为例介绍其原理。单端反激开关电源采用的是稳定性很好的双环路反馈的控制系统，所以它可以通过开关电源的PWM迅速调整脉冲占空比，从而在每一个周期内对前一个周期的输出电压和低级线圈充磁峰值电流进行有效调节，达到稳定输出电压的目的。这种反馈控制电路的最大特点是：在输进电压和负载电流变化较大时，具有更快的动态响应速度，自动限制负载电流，补偿电路简单。

FlyBack Converter又称单端反激式转换器，又称返返驰式(Flyback)转换器, 因其输出端在原边绕组断开电源时获得能量，因此得名。电子设备都是需要电源的，开关电源得到很广泛的应用。而对于中小功率的电源使用最广泛的拓扑结构就是：反激式结构。举些实际应用的例子，如笔记本电脑的适配器、手机充电器等。

这里先抛出FlyBack Converter的优点和缺点，

优点：

1.电路简单，成本低，可靠性高，能提供多路直流输出;

2.当出入电压波动很大时，仍能稳定输出，可实现交流输入;

3.变压器匝数比值较小;

4.转换效率高，损耗小;

缺点：

1.输出电压纹波较大，负载调整精度不高，因此输出功率受到限制;

2.工作在CCM模式下，有较大的直流分量，容易导致变压器磁芯饱和，所以必须在此路中加入气隙，从而造成变压器;

3.Converter有直流分量，且同时会工作在CCM/DCM两种不同模式，导致Converter的设计和环路补偿的设计比较困难;

很显然，以上所说的优缺点和FlyBack Converter电路本身息息相关，下面就简单介绍下FlyBack Converter的演变过程，当然我们先要解释一下Buck-Boost和FlyBack的关系，很多帖子或者一直很多认为Buck-Boost就是FlyBcak或者说Buck-Boost就是FlyBack的应用，其实不然，上面一张图很好的解释了二者之间的关系，如上图。

Flyback是基于Back-Boost Converter演变而来的。上图就是其演变过程从a—b，下面我们逐步分析一下，Back-Boost最终演变成成Flyback：

二极管反向接，变压器匝数比变成1：n，变压器次级同名端反接使得输出电压正负极和输入极性一样。MOS管接到初级变压器的负极，以便简化后期开关驱动电路的设计，稍微整理一下，就是的电路了。

总结

好了FlyBack Converter的工作原理简单的分析到这里，有的人可能会说怎么连个公式都没有，这里只想和大家分享一下FlyBack Converter电路的感性认识，公式书上就有这里就不拿出来吓唬大家了，这个电路深入还有很多地方可以学习，例如其工作状态CCM和DCM的波形分析、开关电路的驱动设计，以及后续的PCBLayout注意事项都是可以拿出来大书特书的东西，这里就是抛砖引玉，和大家一起探讨一下最原始的东西，如有不对的地方希望指正，一起学习，一起进步。