反激式开关电源工作原理及波形分析
反激式变压器开关电源工作原理
反激式变压器开关电源工作原理反激式变压器开关电源工作原理比较简单，输出电压控制范围比较大，因此，在一般电器设备中应用最广泛。
1-7-1．反激式变压器开关电源工作原理所谓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。
图1-19-a是反激式变压器开关电源的简单工作原理图，图1-19-a中，Ui是开关电源的输入电压，T是开关变压器，K是控制开关，C是储能滤波电容，R是负载电阻。
图1-19-b是反激式变压器开关电源的电压输出波形。
把图1-19-a与图1-16-a进行比较，如果我们把图1-16-a中开关变压器次级线圈的同名端对调一下，原来变压器输出电压的正、负极性就会完全颠倒过来，图1-19-b所示的电压输出波形基本上就是从图1-16-b的波形颠倒过来的。
不过，因为图1-16-b的波形对应的是纯电阻负载，而图1-19-b的负载是一个储能滤波电容和一个电阻并联。
由于储能滤波电容的容量很大，其两端电压基本不变，变压器次级线圈输出电压uo相当于被整流二极管和输出电压Uo进行限幅，因此，图1-16-b中输出电压uo的脉冲尖峰完全被削除，被限幅后的剩余电压幅值正好等于输出电压Uo的最大值Up，同时也等于变压器次级线圈输出电压uo的半波平均值Upa。
下面我们来详细分析反激式变压器开关电源的工作过程（参考图1-20）。
图1-19-a中，在控制开关K接通的Ton期间，输入电源Ui对变压器初级线圈N1绕组加电，初级线圈N1绕组有电流i1流过，在N1两端产生自感电动势的同时，在变压器次级线圈N2绕组的两端也同时产生感应电动势，但由于整流二极管的作用，没有产生回路电流。
相当于变压器次级线圈开路，变压器次级线圈相当于一个电感。
因此，流过变压器初级线圈N1绕组的电流就是变压器的励磁电流，变压器初级线圈N1绕组两端产生自感电动势可由下式表示：或上式中，e1为变压器初级线圈N1绕组产生的自感电动势，L1是变压器初级线圈N1绕组的电感，N1为变压器初级线圈N1绕组线圈绕组的匝数，为变压器铁心中的磁通。
反激开关电源尖峰产生原理
反激开关电源尖峰产生原理全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：反激开关电源是一种常见的电源设计方案，常用于电子设备中。
与传统的线性电源相比，反激开关电源具有效率高、体积小、重量轻等优点，因此在各种领域都得到了广泛的应用。
然而，在使用过程中，人们常常会遇到一个问题，即电源输出端会产生尖峰，这会对电子设备的正常工作造成影响。
那么，这些尖峰到底是怎么产生的呢？本文将详细介绍反激开关电源尖峰产生的原理。
首先，我们需要了解一下什么是反激开关电源。
反激开关电源是一种采用开关管工作的供电方案，通过不断地打开和关闭开关管，来调节输出电压的大小。
反激电源的工作原理是，在输出电压低时，开关管会打开，电源将能量储存在电感上；当输出电压高时，开关管关闭，电源释放储存的能量，从而实现稳定的输出电压。
然而，尽管反激开关电源具有很多优点，但在实际使用中，会出现输出端产生尖峰的情况。
这些尖峰的产生原理主要有以下几种：1. 开关管驱动异常：在反激开关电源中，开关管的工作是由控制芯片进行控制的。
如果控制芯片工作异常，可能会导致开关管的开关动作异常，出现开关不稳定、频率不准等情况，从而产生输出端尖峰。
2. 负载变化：当电源的负载突然变化时，例如电阻突然接入或断开，会引起输出端电流的瞬间变化，这种变化也会导致输出端产生尖峰。
3. 输出环路设计不合理：反激开关电源的输出端通常包括电感和电容，如果输出环路设计不合理，可能会导致电流和电压的波动，进而产生尖峰。
4. 瞬态响应问题：在电源被瞬间加载或卸载时，如果电源的控制回路响应不及时，可能会导致输出端产生尖峰。
针对反激开关电源输出端产生尖峰的问题，我们可以采取以下一些措施来避免或减轻尖峰的产生：1. 合理选择开关管和控制芯片：选择质量好、可靠性高的开关管和控制芯片，尽量避免因器件质量问题而引起的尖峰问题。
2. 合理设计输出环路：合理设计输出环路，确保电感和电容的选取合理，电源工作稳定。
3. 设计适当的瞬态响应控制：设计良好的控制回路，确保在瞬态加载或卸载情况下，电源能够快速响应，减轻尖峰。
反激式开关电源工作原理及波形分析
反激式开关电源工作原理及波形分析
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反激式开关电源工作时可以简化为下图所示电路：
Mos管控制原边（左侧）电流的通断。
Mos管导通时：
电感充电（实则为建立磁通），副边二极管截止，无电流。
Mos管断开时：
由于电流不同突变（实际上是磁通不能突变），于是在副边形成感应电流，二极管导通。
原边反射电压：
副边有电流流通时，会在原边感应出一个电压（下+上-），叠加在输入电压上。
原边的尖峰电压：
由于漏电感的存在，该部分的磁通没有通过磁芯耦合到副边，因此mos管断开时，会产生很大的电压来维持电流，从而达到维持磁通的目的。
振荡波形：
Mos管关断时尾部有振荡，是由于开关电流工作在断续模式时，能量释放完全后，原边、副边无电流。
此时原边的电路可以等效为电源+电感+电容（Mos 管输入电容），发生谐振。
实测波形如下：
（黄色为mos驱动，绿色为mos管的VDS，粉色是原边线圈的电流）。
反激开关电源初级电流波形解析
反激开关电源是一种常见的电源形式，它通过反激变压器的工作原理，实现了高效率、小体积、轻质量的特点，被广泛应用于各种电子设备中。
在设计和调试反激开关电源时，初级电流波形分析至关重要。
本文将从反激开关电源的工作原理、初级电流波形特点、波形分析方法等方面展开讨论。
一、反激开关电源的工作原理1. 工作原理概述反激开关电源主要由输入滤波电路、整流电路、功率因子校正电路、反激变压器、输出整流滤波电路、控制电路等组成。
其工作原理是先将交流电输入通过整流电路转换为直流电，然后通过控制开关管的开合，使得反激变压器的工作状态发生变化，从而实现对输出电压的调节。
2. 工作流程解析在正半周的工作流程中，开关管导通，电流通过反激变压器的一侧，将能量储存到磁场中。
在负半周的工作流程中，开关管关断，磁场中储存的能量通过二次侧反激励，将能量传输到输出端，从而实现对输出电压的调节。
二、初级电流波形特点1. 波形特点概述反激开关电源的初级电流波形具有一定的特点，包括波形非正弦、含有脉冲成分以及高频振荡等。
这些特点对电源的性能和稳定性有着重要的影响。
2. 非正弦波形分析初级电流波形通常呈现出方波或锯齿形，而非正弦波形会带来较大的谐波分量，影响了系统的功率因素和电磁兼容等。
3. 脉冲成分分析初级电流波形还包含有脉冲成分，这些脉冲会对开关管、反激变压器、滤波电容等元件产生冲击，影响了系统的稳定性和寿命。
4. 高频振荡分析由于开关管的开合频率较高，初级电流波形还会包含高频振荡成分，这对元件的损耗和电磁干扰都有着重要的影响。
三、初级电流波形分析方法1. 示波器测量法通过示波器可以直观地观察到初级电流波形，从而判断波形的稳定性、谐波含量、脉冲成分等特点，但示波器的带宽和采样率要求较高。
2. 谐波分析法通过使用功率分析仪或频谱分析仪，可以对初级电流波形进行频谱分析，得到其谐波含量和功率因素等参数，从而评估波形的质量。
3. 数学模型仿真法使用电路仿真软件，建立反激开关电源的数学模型，进行不同工况下的波形模拟，从而分析初级电流波形的特点和优化设计方案。
反激式开关电源设计波形分析应力计算回路布局
反激式开关电源设计波形分析应力计算回路布局
一、反激式开关电源设计波形分析
1.开关信号波形：
反激式开关电源的主要工作是利用开关控制器的输出，控制MOSFET 的开启和关闭，从而实现交流波的改变。
MOSFET的开启和关闭状态，只受开关控制器输出信号的影响。
因此，开关控制器输出的波形是反激开关电源设计的重要参数。
一般情况下，开关控制器输出的波形有脉冲宽度调制波形（PWM）和恒定周期调制波形（FPWM）两种。
PWM波形由正弦波组成，经过两个对称的截止点，形成周期性正方形波，控制MOSFET的端极变化产生脉冲宽度调制波形，以控制交流波形。
而FPWM波形，在它的正弦波上增加了一个脉冲，形成了一个在宽度上恒定的正弦波，控制MOSFET的端极变化产生恒定周期调制波形，来控制交流波形。
2.交流波形：
当MOSFET开启和关闭时，变压器的交流波形会随之发生变化，其形式可以用下式表示：
Vac(t)=Vm*sin(ωt+θm)
其中Vm为交流波形的最大电压，ω为开关控制器输出信号的频率，θm为交流相位角。
反激式开关电源设计波形分析、应力计算、回路布局
反激式开关电源设计
原理分析、波形分析、应力计算、回路布局
Flyback 变换器模态分析
ON：开关管导通，变压器原边充电，二极管关断，负载由输出滤波电容供电。
OFF：开关管关断，二极管导通，变压器储存能量通过二极管向负载侧传送。
基本输入输出关系：
理想情况下开关波形
Flyback 变换器关键波形分析
DCM工作模式下MOS DS电压波形分析
CCM工作模式下MOS DS电压波形分析
开关管上电流尖峰的波形分析
开关管上电流尖峰的波形分析（一）
开关管关断后，变压器副边为输出电压Vo钳位，此时寄生电容Cp 两端的电压为nVo,方向是上负下正；当开关管导通时，Cp电容放电，此时Cp与线路寄生电感及输入电压构成谐振回路，从而形成该尖峰电流（谐振电流）。
开关管上电流尖峰的波形分析（二）
开关管上电流尖峰的波形分析（三）RCD无源吸收电路的设计
开关器件的应力分析
主开关管S1电压应力：
整流二极管D1电压应力：
Flyback噪音回路及布板要求
常见的反激式（Flyback）变换器拓扑
反激是变换器中的噪声
单点接地，避免回路间耦合
利用高频电容，减少回路面积
通过布线，进一步减少高频噪声
通过布线，进一步减少接地阻抗。
CR6853控制的反激式开关电源设计
电力电子技术实操技能训练CR6853控制的反激式开关电源设计系别专业班级学生姓名指导教师王志强提交日期2012年9月20日一、 反激稳压电源的工作原理1、 设计要求：（1） 输入直流电压为90V～220V； （2） 输出直流电压为12V，功率为30W； （3） 开关频率为65KHz。
2、 CR6853控制的反激式开关电源原理分析：图1 CR6853控制的反激式开关电源原理图（1） 输入滤波电路开关电源的输入滤波器的主要作用是抑制电网中的噪声，使电子设备抗干扰能力大大加强，仅使电源工作频率附近的频率成分顺利通过，衰减高次频率成分。
它还能抑制开关电源所产生的共模干扰和差模干扰进入交流电网，避免干扰其他电气电子设备。
开关电源输入滤波器的结构如图2所示：图2 入滤波器的结构输入滤波器主要是由电容和电感组成。
（2） 整流滤波电路一般情况下的交流电压输入的电源，其整流器大多为桥式整流电路，每半个周期里，有两个整流二极管参与导电。
整流滤波电路如图3所示：图3 整流滤波电路（3） RCD吸收电路MOSEFT关断时，当 超过RCD缓冲电路中的电容两端的电压 时，缓冲二极管导通，尖峰电流被RCD电路吸收时，从而削减尖峰电流。
缓冲电容一定要足够大，才能保证在一个开关周期内电容两端的电压没有显著变化。
但吸收电容太大，也会增加缓冲电路的损耗，必须折中。
图4 RCD 吸收电路（4） 电压反馈控制电路反激电源原副边隔离，电压调节需要采样副边输出电压，经过调节后需要控制原边开关管的门极驱动，因此电压反馈控制涉及到采样隔离和PI 调节。
采用TL431 和TLP521 的控制电路如下：图5 TL431控制电路T L431提供参考电压，并与Rf1，Rf2，Rf4，Cf1构成PI 调节器，Rf3用于增加TL431的偏置电流，使其工作在稳压状态。
TLP521用于隔离模拟信号，在一定范围内可以等效为比例环节。
+-V DCV RO+-图6 TL431控制电路（5） 逆变电路反激式变换器是一种电气隔离的升压/降压变换器，也是最简单的隔离型直流变换器。
反激电源实验报告
一、实验目的1. 理解反激电源的工作原理和电路结构。
2. 掌握反激电源的调试方法，验证其性能。
3. 分析实验数据，评估反激电源的稳定性和效率。
二、实验原理反激电源是一种开关电源，其主要特点是将输入电压转换为稳定的输出电压，同时实现电能的转换和隔离。
反激电源的工作原理如下：1. 当开关管导通时，输入电压通过开关管加到变压器初级绕组，能量被储存在变压器初级绕组的磁场中。
2. 当开关管关断时，初级绕组的磁场能量被释放，通过变压器次级绕组输出，并加到负载上。
3. 由于变压器初级绕组的电感作用，使得电流变化缓慢，从而实现电能的平滑输出。
三、实验仪器与设备1. 反激电源实验平台2. 示波器3. 数字多用表4. 信号发生器5. 可调电源6. 负载电阻四、实验步骤1. 连接实验平台，确保所有连接正确无误。
2. 设置输入电压，调整负载电阻，使输出电压稳定。
3. 使用示波器观察开关管、变压器初级绕组、变压器次级绕组、负载电阻的电压和电流波形。
4. 记录实验数据，包括输入电压、输出电压、开关管电流、开关管电压、变压器初级绕组电流、变压器次级绕组电流等。
5. 分析实验数据，评估反激电源的稳定性和效率。
五、实验结果与分析1. 输入电压为220V，输出电压为12V，负载电阻为10Ω时，开关管电流约为1A，开关管电压约为300V，变压器初级绕组电流约为0.5A，变压器次级绕组电流约为1A。
2. 通过示波器观察，开关管、变压器初级绕组、变压器次级绕组、负载电阻的电压和电流波形均较为平滑，说明反激电源输出稳定。
3. 分析实验数据，反激电源的效率约为80%，说明反激电源具有较高的效率。
六、实验结论1. 反激电源具有电路简单、成本低、可靠性高、稳压范围宽等优点。
2. 通过实验验证了反激电源的工作原理和性能，为实际应用提供了参考。
3. 在实际应用中，应合理选择开关管、变压器等元件，以确保反激电源的性能。
七、实验总结本次实验通过对反激电源的原理、电路结构、调试方法等方面的学习和实践，加深了对反激电源的理解。
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反激式开关电源工作时可以简化为下图所示电路：
Mos管控制原边（左侧）电流的通断。
Mos管导通时：
电感充电（实则为建立磁通），副边二极管截止，无电流。
Mos管断开时：
由于电流不同突变（实际上是磁通不能突变），于是在副边形成感应电流，二极管导通。
原边反射电压：
副边有电流流通时，会在原边感应出一个电压（下+上-），叠加在输入电压上。
原边的尖峰电压：
由于漏电感的存在，该部分的磁通没有通过磁芯耦合到副边，因此mos管断开时，会产生很大的电压来维持电流，从而达到维持磁通的目的。
振荡波形：
Mos管关断时尾部有振荡，是由于开关电流工作在断续模式时，能量释放完全后，原边、副边无电流。
此时原边的电路可以等效为电源+电感+电容（Mos管输入电容），发生谐振。
实测波形如下：
（黄色为mos驱动，绿色为mos管的VDS，粉色是原边线圈的电流）。