反激式開(kāi)關(guān)電源電路詳解

反激式開(kāi)關(guān)電源是一種廣泛應(yīng)用于小功率電路的電源設(shè)計(jì)方案，其特點(diǎn)是通過(guò)反激高頻變壓器實(shí)現(xiàn)輸入與輸出回路的隔離。本文將詳細(xì)介紹反激式開(kāi)關(guān)電源的工作原理、模式以及其在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)。

什么是反激式開(kāi)關(guān)電源？

反激式開(kāi)關(guān)電源（Flyback Converter）是一種基于高頻變壓器的隔離型開(kāi)關(guān)電源，其名稱來(lái)源于其獨(dú)特的能量傳遞方式。在這種電路中，能量通過(guò)變壓器的磁場(chǎng)存儲(chǔ)和釋放實(shí)現(xiàn)傳遞。

“反激”指的是，當(dāng)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，輸入電壓通過(guò)初級(jí)線圈將能量存儲(chǔ)在變壓器的磁場(chǎng)中；當(dāng)開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)時(shí)，磁場(chǎng)釋放能量，通過(guò)次級(jí)線圈向負(fù)載供電。

與之相對(duì)的是“正激”式開(kāi)關(guān)電源，其工作方式為：開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，能量直接從輸入端傳遞到負(fù)載，而斷開(kāi)時(shí)則停止傳遞。

反激式開(kāi)關(guān)電源的工作模式

根據(jù)變壓器磁通量的變化情況，反激式開(kāi)關(guān)電源可以分為以下三種工作模式：

• 連續(xù)模式（CCM）：在這種模式下，變壓器磁通量始終不為零，即在開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通和斷開(kāi)之間，磁場(chǎng)能量沒(méi)有完全釋放。這種模式適用于較高功率的應(yīng)用。
• 非連續(xù)模式（DCM）：變壓器磁通量在每個(gè)周期內(nèi)完全釋放為零。這種模式的特點(diǎn)是功率管零電流開(kāi)通，開(kāi)通損耗較小，同時(shí)副邊二極管零電流關(guān)斷，減少了反向恢復(fù)問(wèn)題，對(duì)電磁兼容性（EMC）有一定優(yōu)勢(shì)。
• 臨界模式（CRM）：介于連續(xù)模式和非連續(xù)模式之間，磁通量在每個(gè)周期內(nèi)剛好歸零。這種模式在效率和EMC性能之間取得了平衡。

反激式開(kāi)關(guān)電源的實(shí)際應(yīng)用

反激式開(kāi)關(guān)電源因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，在小功率電路中得到了廣泛應(yīng)用。例如，在15kW光伏逆變器中，反激式開(kāi)關(guān)電源被用于兩個(gè)關(guān)鍵電源模塊的設(shè)計(jì)。

此外，這種電源設(shè)計(jì)還廣泛應(yīng)用于手機(jī)充電器、LED驅(qū)動(dòng)電源、工業(yè)控制電源等場(chǎng)景。

反激式開(kāi)關(guān)電源的優(yōu)點(diǎn)

• 電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。
• 適合小功率應(yīng)用，成本低。
• 具備良好的電磁兼容性（EMC）。
• 能夠?qū)崿F(xiàn)輸入輸出的電氣隔離，提升安全性。

總結(jié)

反激式開(kāi)關(guān)電源因其簡(jiǎn)單高效的設(shè)計(jì)和廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，成為現(xiàn)代電子設(shè)備中不可或缺的一部分。通過(guò)對(duì)其工作原理和模式的深入理解，可以更好地設(shè)計(jì)和優(yōu)化電源電路。

參考資料：TI - Flyback Converter Design, ON Semiconductor - Flyback Power Supply Design