正激式变换器的原理
正激变换器
41
如果电感电流小于临界电流，或电感值过小， 工作在DCM状态。 断续时，占空比不仅与输入电压有关，还和输 出负载电流有关 对于反馈闭环控制而言，DCM和CCM均能达 到稳定输出要求 CCM控制中有两个极值（二阶系统），DCM 控制中有一个极值
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断续工作模态分析
ICE IL0 ID1 ID2 ID3 IC0
25
电路分析方法
分段线性分析方法，将电路分为两种工作状态
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Q导通时
Q截止时
变压器副边电压：
根据等效电路图有：
VN 2 = VL 0 + V0 =L
diL 0 dt
diL 0 0 dt
VL 0 + V0 = 0
+ V0
=
VN 2 −V0 L0
L0
即： diL 0 dt
diL 0 dt
+ V0 = 0
49
8
电压应力分析（Q）
电流应力分析（Q）
晶体管关断磁复位时，Q上承受最大电压为
晶体管的电流最大值为
I QI (max) = ( =( ∆I N2 )( I o + ) + 磁化电流I m N1 2 DT V N2 ∆I )( I o + ) + s I N1 2 L1
UQ = Ui + U = Ui + Ui
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工程设计上，有时外加如图电容起到箝位作 用。 电容参数设计需注意，如果过大，会将输入纹 波引到输出侧 变压器的设计需要考虑绝缘要求，尤其在高压 输入场合 所以将N1和N3分绕 在不同平面，既减小 电压应力，也起到电 压箝位作用
正激变换器
Dm in
N1 N2
Uo U dm a x
0.33
Rm a x
Uo Io min
50
设计方法*
电感电流连续： L 1 (1 D)RT
2
极限状态满足要求：
L
1 2
(1
Dmin)RmaxT
L 0.00017H 0.17mH
与Buck电路类似，电感最大峰值电流、最大有效值电流为：
I Lpkmax
正激变换器（Forward Converter）
电感电流连续模式（CCM）下工作参数分析
稳态工作时电感伏秒平衡，有：
( N2 N1
Ud
Uo )DT
Uo (1
D)T
0
Uo
D
N2 N1
Ud
上式表明：正激DC-DC变换电路的输出电压平均值和Buck
电路一样与D成正比，不同的是还与匝数有关。
为避免变压器饱和，每个开关周期内磁路必须复位，即
Io
其中：Iin为输入平均电流（直流电流），Io为输出直流电流，
D为占空比 ，Ud为输入直流电压，Uo 为输出直流电压
正激电路电感电流连续的临界条件
输出电流大于临界连续时电感平均电流，有： 1 1 (1 D)T
R 2L
即： L 1 (1 D)R
2f
——LC滤波器设计约束条件之一
正激变换器（Forward Converter）
CCM状态下主电路主要参数关系
电感 电感电流连续条件： L 1 (1 D)RT
2
电感电流有效值： ILrms Io
电感电流峰值： I Lpk
Io
1 2
I Lpp
电感电流脉动峰峰值：
电容
电源拓扑结构介绍----正激和反激
变换器的介绍： Transformer introduction
变压器：原边（原级）primary side 和
副边（次级）secondary side 原边电感（励磁电感）--magnetizing inductance
漏感---leakage inductance
副边开路或者短路测量原边电感分别得励磁电感和漏感 变压器的作用：1. 电气隔离； 2. 变比不同，达到电压升降； 3. 磁耦合传送能量；
压器储存能量，磁通量增加。在导通期间，磁通的增加量
为：
( )
V in W1
* D * Ts
此过程中，副边绕组的电压为Vin/N（N为原边和副 边匝数比），整流二极管D3导通，给电感、电容充电和负
载供电。
2012-10-31
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(2) MOS管截止时，变压器原边励磁电感中的电流不
能跃变（方向不变，大小连续变化），通过二极管D1和D2
式中，K13=W1/W3是原边与复位绕组的匝比，
K23=W2/W3 是副边与复位绕组的匝比。
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此时，整流二极管D1 关断，滤波电感电流iL1通过续
流二极管D2续流，与buck变换器类似。
在此开关模态中，加在Q上的电压VQ为：
VQ=Vin+K13*Vin。
电源电压Vin反向加在复位绕组W3上，故铁芯去磁， 铁芯磁通Ø减小： W3*dØ/dt=-Vin 铁芯磁通Ø的减小量为：Vin/W3*ΔD*Ts。
2. 和Boost、Buck变换器一样，Flyback变换器也 有电流连续和断续两种工作方式。对Flyback变换器
来说，电流连续是指变压器两个绕组的合成安匝在一 个开关周期中不为零，而电流断续是指合成安匝在Q 截止期间有一段时间为零。图中a、b、c 给出了变换 器在不同开关模态下的等效电路图。
反激式和正激式变换器的工作原理
反激式和正激式变换器的工作原理反激式变换器和正激式变换器是电力电子领域中常见的两种变换器结构，它们在不同的应用场景下具有不同的工作原理。
一、反激式变换器的工作原理反激式变换器是一种常用的开关电源变换器，它通过开关管的开关动作来实现输入电压的变换。
反激式变换器一般由一个开关管、一个变压器、一个滤波电容和一个负载组成。
1. 工作原理反激式变换器的工作原理主要分为两个阶段：导通阶段和关断阶段。
导通阶段：当开关管导通时，变压器的一侧与输入电源相连，另一侧与负载相连。
此时，输入电流通过变压器的一侧流入，变压器的另一侧产生电磁感应，使得负载得到相应的电压。
关断阶段：当开关管关断时，变压器的一侧与负载相连，另一侧与滤波电容相连。
此时，由于变压器一侧的电流无法立即变为零，电流会通过滤波电容继续流向负载，从而使得负载得到稳定的电压。
2. 特点与应用反激式变换器具有体积小、成本低、效率高等优点，广泛应用于电力电子产品中。
例如，电视机、计算机、手机充电器等都采用了反激式变换器作为其电源模块，提供稳定的直流电压。
二、正激式变换器的工作原理正激式变换器是一种将输入电压转换为输出电压的变换器，它通过不断开关的方式来实现电压的变换。
正激式变换器一般由一个开关管、一个变压器、一个整流电路和一个滤波电容组成。
1. 工作原理正激式变换器的工作原理主要分为两个阶段：导通阶段和关断阶段。
导通阶段：当开关管导通时，输入电流通过变压器的一侧流入，变压器的另一侧产生电磁感应，使得负载得到相应的电压。
关断阶段：当开关管关断时，变压器的一侧与整流电路相连，另一侧与滤波电容相连。
此时，由于变压器一侧的电流无法立即变为零，电流会通过整流电路继续流向负载，从而使得负载得到稳定的电压。
2. 特点与应用正激式变换器具有输出电压稳定、抗干扰能力强等优点，广泛应用于电力电子领域中。
例如，直流电源、变频器等都采用了正激式变换器作为其电源模块，提供稳定的输出电压。
正激式变换器工作原理
正激式变换器工作原理
正激式变换器的典型电路如下图所示。
当开关K闭合时，变压器的初级线圈N1被直流电压激励，线圈N1电压为上正下负；次级线圈N2感应的电压也为上正下负，二极管D1导通，通过电感L给负载R供电和给电容C充电。
当开关K断开时，变压器的初级线圈N1产生很大的反电动势电压，为了防止变压器初级线圈产生的反电动势把开关管击穿，正激式变压器开关电源的变压器增加一个反电动势吸收绕组；同时，次级二极管也截止，由于次级电感L电流不能突变，通过二极管D2继续给负载供电；同时电容C也为负载供电。
正激式变换器只有传输能量的功能，储存能量是通过次级的电感L 和电容C来完成的。
正激变换器磁设计 -回复
正激变换器磁设计-回复正激变换器磁设计是电力电子领域的重要研究方向之一，其在能源转换和电力供应中起到至关重要的作用。
本文将从基本原理、设计步骤、优化方法和实践案例等方面，逐步回答有关正激变换器磁设计的问题。
首先，我们需要了解正激变换器的基本原理。
正激变换器是通过磁场存储和释放能量来实现电力变换的装置。
它由输入电源、开关管、磁性元件、滤波元件和负载等组成。
其工作过程如下：当开关管导通时，输入电源的能量被储存在磁性元件中；而当开关管关断时，储存在磁性元件中的能量被释放到负载中，完成能量变换。
接下来，我们可以分步来进行正激变换器磁设计。
第一步，确定变换器的输入和输出参数。
输入参数包括输入电压、输入电流和输入频率；输出参数包括输出电压、输出电流和输出功率等。
这些参数是决定磁性元件尺寸和工作条件的基础。
第二步，选择适当的磁性元件。
磁性元件主要包括变压器和电感器。
变压器主要用于电压变换，电感器主要用于电流滤波。
选择合适的磁性元件需要考虑功率损耗、尺寸、效率和成本等因素。
第三步，计算和设计磁性元件的参数。
对于变压器，我们需要计算匝数比、磁路断面积和线圈电流等。
对于电感器，我们需要计算电感值和允许电流等。
这些参数的计算需要应用磁路分析和电磁学等基本原理。
第四步，优化设计。
通过参数的优化设计，我们可以提高正激变换器的效率、减小尺寸和成本等。
常用的优化方法包括改变磁路材料、调整线圈层数和改变磁路形状等。
最后，我们可以通过实践案例来验证磁设计的合理性和可行性。
通过实际制作和测试，我们可以评估设计的性能和特性，优化设计参数，并进行必要的调整和改进。
总结起来，正激变换器磁设计是一个复杂而关键的工作，需要深入理解基本原理、通过计算和分析来选择和设计磁性元件，并进行优化和实践验证。
随着电力电子技术的不断发展和创新，正激变换器磁设计将继续具有重要的研究和应用价值。
总结正激变换器各种复位方式辅助绕组
系统复杂度
布线复杂度
评估不同复位方式对电路板布线的影 响，选择布线简单、易于维护的方案 。
控制逻辑复杂度
比较复位电路的控制逻辑复杂度，选 择逻辑简单、易于控制的方案。
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总结正激变换器各种复位方 式辅助绕组
• 正激变换器概述 • 正激变换器的复位方式 • 辅助绕组在正激变换器中的作用 • 辅助绕组复位方式的优缺点 • 辅助绕组复位方式的选择依据
01
正激变换器概述
正激变换器的工作原理
工作原理
正激变换器是一种常用的电源转换设备，它通过开关管和变压器的工作，将输入的直流电压转换成输出所需的直 流电压。在开关管导通期间，输入电压施加在变压器上，产生磁能；在开关管关断期间，磁能释放，通过整流二 极管和滤波电容产生输出电压。
软复位
软复位是通过在开关管关断期间，利 用电容的充电特性，将能量泄放到辅 助绕组或负载上，以实现变换器的复 位。
软复位方式需要增加额外的元件和电 路，增加了电路的复杂性和成本。
软复位方式具有较慢的复位速度，适 用于对输出电压精度要求较高的电源 应用。
03
辅助绕组在正激变换器中的作用
提供复位电压
电动汽车
电动汽车的充电系统也采用了正激 变换器，用于将直流输入电压转换 成适合电池充电的直流输出电压。
02
正激变换器的复位方式
主动复位
主动复位是通过在开关管关断期间，利用开关管、二极管等元件的开关特性，主动 将能量泄放到辅助绕组或负载上，以实现变换器的复位。
主动复位方式具有较高的复位效率，适用于中小功率的电源应用。
开关管和负载设备不受过电压的损害。
辅助绕组通过与过电压保护电路的配合，能够提高正 激变换器的过电压保护能力和可靠性。
正激式变换器工作原理
正激式变换器工作原理正激式变换器（Forward Converter）是一种常用的开关电源拓扑结构，可以将直流电压转换为需要的直流电压输出。
它通过周期性地开关和关闭电路中的开关管，实现对电能的传输和转换。
本文将详细介绍正激式变换器的工作原理。
正激式变换器由输入电源、变压器、开关管、输出电路以及控制电路等组成。
其中，变压器是正激式变换器的核心部件，通过变压器的变换作用，实现电能的传输和转换。
正激式变换器的工作原理可以分为两个阶段：导通阶段和关断阶段。
在导通阶段，开关管S导通，输入电压Vin通过变压器的主绕组L1传输给负载。
同时，变压器的副绕组L2和电感器Lm储存能量。
开关管导通后，磁场能量积累在变压器的磁芯中，同时电感器Lm充电。
在此期间，输出电路的电容器C存储能量，以供负载使用。
导通阶段结束后，进入关断阶段。
在关断阶段，开关管S关闭，磁场能量被释放，通过变压器的副绕组L2传输给输出电路。
同时，电感器Lm中的能量继续通过二极管D传输给负载。
在此期间，输出电容器C会释放能量，保持输出电压的稳定。
关断阶段结束后，回到导通阶段，循环工作。
正激式变换器的工作原理可以用以下几个步骤来描述：1. 开关管S导通：当控制信号使开关管导通时，输入电压Vin通过变压器的主绕组L1传输给负载。
同时，变压器的副绕组L2和电感器Lm储存能量。
2. 磁场能量积累：开关管导通后，磁场能量积累在变压器的磁芯中，同时电感器Lm充电。
此时，输出电路的电容器C存储能量，以供负载使用。
3. 开关管S关闭：当控制信号使开关管关闭时，磁场能量被释放，通过变压器的副绕组L2传输给输出电路。
同时，电感器Lm中的能量继续通过二极管D传输给负载。
4. 输出电容器释放能量：在关断阶段，输出电容器C会释放能量，保持输出电压的稳定。
然后，回到导通阶段，循环工作。
正激式变换器的工作原理可以通过控制信号的调节来实现对输出电压的调节。
通过改变开关管的导通时间和关断时间，可以控制变压器的磁场积累和释放过程，从而调节输出电压的大小。
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正激式变换器的原理
正激式变换器是一种电力变换装置，其原理基于断续开关电路的操作方式。
其核心组成部分包括输入电压源、开关器件、功率变压器、输出电路等。
正激式变换器的原理是通过开关器件（通常是晶体管或MOSFET）以高频率进行开关操作，将输入电压源的直流电压通过功率变压器进行翻倍、降压或升压等电压变换，从而实现电力的转换。
开关器件的开关操作是控制性能的关键，通过控制开关器件的导通和关断时间，可以调节输出电压的大小。
正激式变换器的工作周期分为导通和关断两个阶段。
在导通阶段，开关器件处于导通状态，输入电源的电压通过功率变压器传输到输出电路，从而实现能量的传输。
而在关断阶段，开关器件被关闭，并且输出电路中的能量被释放，从而实现能量的转换和控制。
正激式变换器的优点是效率高、功率密度大，并且可以实现较高的电压和电流的变换。
它在电力变换和电力传输领域得到广泛应用，如电力逆变器、电源变换器、电动机驱动器等。