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反激式开关电源的工作模式和它的优缺点

作者:南京中能动力设备 发布时间:2019-10-22 11:22 浏览量:
  反激式变压器开关电源,是指当变压器的初级线圈正好被直流脉冲电压激励时,变压器的次级线圈没有向负载提供功率输出,而仅在变压器初级线圈的激 励电压被关断后才向负载提供功率输出,这种变压器开关电源称为反激式开关电源。下面一起来了解反激式开关电源的工作模式和它的优缺点吧!
  

  工作模式

  
  反激电源的连续与断续模式是指变压器的工作状态,在满载状态变压器工作于能量完全传递,或不完全传递的工作模式。
  
  一般要根据工作环境进行设计,常规反激电源应该工作在连续模式,这样开关管、线路的损耗都比较小,而且可以减轻输入输出电容的工作应力,但是这也有一些例外。
  
  需要在这里特别指出:由于反激电源的特点也比较适合设计成高压电源,而高压电源变压器一般工作在断续模式,本人理解为由于高压电源输出需要采用高耐压的整流二极管。
  
  由于制造工艺特点,高反压二极管,反向恢复时间长,速度低,在电流连续状态,二极管是在有正向偏压时恢复,反向恢复时的能量损耗非常大,不利于变换器性能的提高,轻则降低转换效率,整流管严重发热,重则甚至烧毁整流管。
  
  由于在断续模式下,二极管是在零偏压情况下反向偏置,损耗可以降到一个比较低的水平。所以高压电源工作在断续模式,并且工作频率不能太高。
  
  还有一类反激式电源工作在临界状态,一般这类电源工作在调频模式,或调频调宽双模式,一些低成本的自激电源(rcc)常采用这种形式。
  
  为保证输出稳定,变压器工作频率随着,输出电流或输入电压而改变,接近满载时变压器始终保持在连续与断续之间,这种电源只适合于小功率输出,否则电磁兼容特性的处理会很麻烦。
 
 

  反激式开关电源缺点

  
  1、反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
  
  反激式开关电源在控制开关接通期间不向负载提供功率输出,仅在控制开关关断期间才把存储能量转化为反电动势向负载提供输出,但控制开关的占空比为 0.5时,变压器次级线圈输出的电压的平均值约等于电压最大值的的二分之一。
  
  而流过负载的电流正好等于变压器次级线圈最大电流的四分之一。即电压脉动系数 等于2,电流脉动系数等于4。反激式开关电源的电压脉动系数,和正激式开关电源的脉动系数基本相同,但是电流的脉动系数是正激式开关电源的电流脉动系数的 两倍。
  
  由此可知,反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
  
  特别是,反激式开关电源使用的时候,为了防止电源开关管过压击,起占空比 一般都小于0.5,此时,流过变压器次级线圈的电流会出现断续,电压和电流的脉动系数都会增加,其电压和电流的输出特性将会变得更差。
  
  2 、反激式开关电源的瞬态控制特性相对来说比较差。
  
  由于反激式开关电源仅在开关关断期间才向负载提供能量输出,当负载电流出现变化时,开关电源不能立即对输出电压或电流产生反应,而需要等到下一个周期事。
  
  通过输出电压取样和调宽控制电路的作用,开关电源才开始对已经过去了的事情进行反应,即改变占空比,因此,反激式开关电源的瞬态控制特性相对来说比较差。
  
  有时,当负载电流变化的频率和相位与取样、调宽控制电路输出的电压的延时特性在相位保持一致的时候,反激式开关电源输出电压可能会产生抖动,这种情况 在电视机的开关电源中最容易出现。
  
  3 、反激式开关电源变压器初级和次级线圈的漏感都比较大,开关电源变压器的工作效率低。
  
  反激式开关电源变压器的铁芯一般需要留一定的气隙,一方面是为了防止变压器的铁芯因流过变压器的初级线圈的电流过大,容易产生磁饱和。
  
  另一方面是因为变压器的输出功率小,需要通过调整电压器的气隙和初级线圈的匝数,来调整变压器初级线圈的电感量的大小。
  
  因此,反激式开关电源变压器初级和次级线圈的漏感 都比较大,从而会降低开关电源变压器的工作效率,并且漏感还会产生反电动势,容易把开关管击穿。
  

  反激式开关电源优点

  
  1 、反激式开关电源的优点是电路比较简单,体积比较小,反激式开关电源输出电压受占空比的调制幅度,相对于正激式开关电源来要高很多。
  
  反激式开关电源的优点是电路比较简单,比正激式开关电源少用了一个大的储能滤波电感,以及一个续流二极管,一次,反激式开关电源的体积要比正激式开关 电源的体积小,且成本也要低。
  
  此外,反激式开关电源输出电压受占空比的调制幅度,相对于正激式开关电源来要高很多,因此,反激式开关电源要求调控占空比的 误差信号幅度要比较低,误差信号放大器的增益和动态范围也要较小。由于这些优点,目前,反激式开关电源在家电领域中还是被广泛的应用。
  
  2 、反激式开关电源多用于功率较小的场合或是多路输出的场合。
  
  3 、反激式开关电源不需要加磁复位绕组。
  
  在反激式开关电源中,在开关管关断的时候,反激式变换器的变压器储能向负载释放,磁芯自然复位,不需要加磁复位措施。
  
  4、在反激式开关电源中,电压器既具有储能的功能,有具有变压和隔离的功能。
  
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