flyback電路的作用詳解

2020-12-08 電子發燒友

flyback電路的作用詳解

發表於 2017-12-28 10:33:11

Flyback變換器，俗稱單端反激式DC－DC變換器，又稱為返馳式（Flyback）轉換器，或「Buck-Boost」轉換器，因其輸出端在原邊繞組斷開電源時獲得能量，因此得名。

Flyback變換器是在主開關管導通期間，電路只儲存而不傳遞能量；在主開關管關斷期間，才向負載傳遞能量的一種電路架構。

下文介紹三種flyback電路的作用。

電路一

此開關電源屬於自激式開關電源，三極體13003為電源開關管，C945為過流保護三極體管，10歐電阻為過流取樣電阻，二極體4148這裡作為0.7V穩壓二極體使用，作為過流保護的門檻電壓。當取樣電壓高於0.7V時二極體4148導通，使三極體C945也導通（忽略C945輸入電阻的電壓降），從而使電源開關管13003輸入電壓被旁路，電源開關管13003被截止，以達到過流保護的目的，此保護電路一般在電源開機時和輸出短路或負載過重是起作用。

二極體4007為50周半波整流二極體，10歐輸入電阻的作用，一個是限制浪湧電流，防止4007整流二極體過流損壞，另一個作為保險絲使用，可以節省一個保險絲。510K電阻為電源開關管13003的起振電阻，電源開關管13003產生自激振蕩主要靠變壓器初級線圈與正反饋線圈產生的互感電動勢來驅動。1K電阻與2700P電容是正反饋電路，流過1K電阻的電流是一個鋸齒波電流（實際上是一個按指數曲線變化的電流），當流過1K電阻的電流（即電源開關管13003的基極電流）不能保證電源開關管13003的集電極電流繼續增長時，電源開關管13003將由導通變為截止，即：自激振蕩的一個周期結束。因此，改變1K電阻與2700P電容的時間常數就可以改變開關電源的振動頻率。6.2V穩壓二極體為限幅二極體，其作用是對電源開關管13003的輸入信號進行限幅，防止振蕩過強（過激勵）。

22u電解電容兩端的電壓與6.2V穩壓二極體的擊穿電壓之和，就是限制振蕩過強的限幅電壓值，而22u電解電容兩端的電壓是隨著反饋電壓負半周幅度的大小（與電源輸出電壓成正比，通過整流二極體4148對反饋信號整流得到），而同步變化的，因此他有起到自動調節振蕩強度和穩定輸出電壓的作用，改變穩壓二極體的數值就可以改變輸出電壓的幅度。

82K電阻和4700P電容以及4007二極體為開關變壓器漏感產生的高壓反電動勢吸收及阻尼電路，其作用是防止三極體13003過壓擊穿。二極體RF93為高速整流二極體，220u電解為儲能濾波電容，此開關電源輸出屬於反激式開關電源。

電路二

Improved Fly-Back 輸入輸出關係

Improved Fly-Back 輸入輸出關係Input： 24 DCV；Output： 330DCV/500W 根據Improved Fly-Back電路工作原理，在Fly-Back電路穩定工作時（運行工況：C.C.M.），推導輸入輸出電壓IV、OV與導通比D、變壓器匝數比 n （1N / 2N） 的關係；計算電容兩端電壓CV。

由以上四個方程聯立求解，可以得到，


電路波形

oV： Output V waveform CV： C V waveform

TXI： TX primary I waveform

GSV： Mosfet driving signal DSI、DSV ： Mosfet ds I/V waveform

電路優點 （相對Push-Pull電路）

① 以較低的成本， 實現較高較穩定的電路工作效率；

②電路工作結構：

a. 消除變壓器， 避免了變壓器的偏磁問題; b. 含電流偵測電路，減小Mosfet的電流應力；

電路設計注意事項

（1）為減少MOSFET及C的電壓應力，採用「三明治」繞法，減小Fly-Back變壓器漏感；

（2）為提高Fly-Back變壓器的效率，將EE core三端加Air Gap，減少繞組Eddy currentloss （渦流損耗）；

電路三

電路結構如下：

是用超快恢復二極體D17、D16 【FES8BT（8A/100V/35ns）】從初級直接整流到次級，C38、C50濾波；再與變壓器次級繞組之整流濾波所得電壓疊加。 輸入輸出關係與前面電路二相同：

D=n（Vo-Vi）/（Vi+nVo） Vc=（Vi+nVo）/（1+n）

優缺點也類似：

優點：效率高，避免了變壓器的偏磁問題。

缺點：EMI幹擾大，可靠性有待實際檢驗。


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