作為工程師，說到電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在熟悉不過了。無非是BUCK，BOOST，Buck-Boost，F(xiàn)lyback，F(xiàn)orward，Two-Transistor Forward等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在此就不一一列舉，本文將和大家分享一下Buck-Boost到Flyback過程分析，希望能幫助到各位！
電源的拓?fù)溆泻芏喾N，但是其實(shí)我們能夠理解一種拓?fù)洌涂梢岳斫馄渌負(fù)浣Y(jié)構(gòu)。因?yàn)榻M成各種拓?fù)涞幕驹厥且粯拥摹?/p>
對于隔離電源：大家接觸最多的電路拓?fù)鋺?yīng)該是 flyback。
但是大家一開始做電源的時候，不會設(shè)計(jì),連分析也不懂,唯一能做的是模仿(難聽點(diǎn)就是抄襲)。這樣子的狀態(tài)持續(xù)了一段時間后,才開始慢慢的有一些了解。但對于新手來說，如果能從基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)BUCK、BOOST進(jìn)行演變成更復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，那么我們?nèi)跁炌ǖ睦斫飧鞣N拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，就變得非常容易。
其實(shí)理解隔離電源，相對非隔離DCDC來說，需要多理解一個基本元素——變壓器。然后很多基本原理也可以通過基本拓?fù)溥M(jìn)行演變。
本文就是做了一個演變的過程分析。
為了分析 flyback 電路,我們從 flyback 的源頭開始說吧。Flyback 是從最基本的三種電路中的buck-boost 演變而來的。所以對 buck-boost 的分析,一定有助于對 flyback 的分析,而且buck-boost 看起來似乎要比 flyback 簡單,至少它沒有變壓器。
下面將要開始來對 buck-boost 進(jìn)行演變,最終會演變成 flyback。
圖一
Buck-Boost電路——降壓或升壓斬波器，其 輸出均勻電壓U0大于或小于輸進(jìn)電壓Ui，極性相反。
圖一 是 buck-boost 的原型電路。把電感 L 繞一個并聯(lián)線圈出來,如圖二:
圖二
把 L 的 2 個并聯(lián)線圈斷開連接,并且改變?nèi)?shù)比,改為:1:n,如圖三:
圖三
把圖三中的二極管沿著所在回路移動,變成陰極朝外的樣子,并且,改變輸出電壓V和接地的位置。（二極管的作用是單向?qū)ǎ娐窙]有其他分支電流，在一個環(huán)路中的兩個位置，效果可以等效。）
（Buck Boost是實(shí)現(xiàn)反壓的，但是我們隔離電源并不是需要反壓，所以我們需要調(diào)換一下電源的極性。）
如圖四:
圖四
把圖四中的 Q 順著回路移動到變壓器下方,如圖五:
（開關(guān)的位置其實(shí)在哪都可以，只是我們不希望MOS的打開條件Vgs的伏值不要太高。）
圖五
轉(zhuǎn)變一下變壓器的繞線方向，則形成了Flyback
圖六
以上說明,我們研究 buck-boost 的行為特性,對研究 flyback 的行為特性有很大的幫助。因?yàn)閮蓚€電路各工作過程都是極其類似的。只是在buck boost的拓?fù)渲校挥幸粋€電感，進(jìn)行儲能，而在flyback電路中，是一個變壓器。原邊側(cè)的電磁能量，在原邊側(cè)電路突然斷開的時候，能夠把能量傳遞到副邊側(cè)。
對于Buck-Boost拓?fù)鋪碚f：
第一個工作狀態(tài):mosfet Q 開通,二極管 D 關(guān)斷.如圖八所示:
圖八
此時，輸入電源對電感進(jìn)行充電。電容原先充電的能量，對負(fù)載進(jìn)行供電，保持其原來的電壓。
第二個工作狀態(tài):Mosfet Q 關(guān)斷,二極管 D 開通.如圖九所示:
圖九
此時，電感會維持原來的電流。
我們來看下flyback的工作過程：
假定這個 flyback 電路仍然工作在穩(wěn)定的 CCM 狀態(tài)。
在狀態(tài) 1 mosfet Q 開通,二極管 D 關(guān)斷,電路如圖所示。
類比于剛剛我們提到的BuckBoost的狀態(tài)一，此時對電感進(jìn)行充電，電容維持負(fù)載的電流。
在flyback的狀態(tài) 2 Mosfet Q 關(guān)斷,二極管 D 開通，此時變壓器的副邊對負(fù)載和電容進(jìn)行充電。
剛剛我們討論的是CCM情況。flyback有個另外的情況DCM。
工作在DCM情況下的flyback比在CCM下多了一個工作狀態(tài) 3. 工作狀態(tài)1 和工作狀態(tài)2 與CCM的工作狀態(tài) 1 和 2 相同,在工作狀態(tài) 3 下,Mosfet Q 和二極管 D 都處于關(guān)斷狀態(tài).三個工作狀態(tài)經(jīng)歷時間分別為 d1Ts,d2Ts,d3Ts.
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