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反激式電源的工作原理和應(yīng)用

電子工程師 ? 來(lái)源: 李鴻洋 ? 作者: 李鴻洋 ? 2022-03-23 10:21 ? 次閱讀
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要說(shuō)反激式拓?fù)?a target="_blank">電源,由于其價(jià)格低廉,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,在輸出功率150W范圍內(nèi)應(yīng)用極為廣泛,這里有一個(gè)重要的磁性元器件,就是我們通常說(shuō)的“變壓器”,乍一看,的確是變壓器的樣子,有電氣隔離,還可以完成變壓(在開(kāi)關(guān)電源中一般為降壓,得到一組或多組低壓直流輸出),但是大家從它的工作方式看一下,就可以立刻明白這里的變壓器其實(shí)質(zhì)是一個(gè)儲(chǔ)能電感,承擔(dān)扮演整個(gè)輸出功率的儲(chǔ)能罐角色。

變壓器,一般扮演電氣隔離和能量傳輸變換,不承擔(dān)存儲(chǔ)能量的任務(wù),唯一的存儲(chǔ)能量就是我們力求不斷要減少的勵(lì)磁能量而已。

如下是一個(gè)典型的反激式電源原理圖

反激式電源,是先把能量存儲(chǔ)在電感磁芯中,然后再釋放,一個(gè)周期完成能量的存儲(chǔ)和釋放(釋放后,供負(fù)載消耗)。

打個(gè)比方,反激式電源的工作原理就如同讓人喝水一般,假如你家里來(lái)了客人或朋友,首先你得給人家一杯水吧,當(dāng)然你不能讓人家拿著水壺喝吧,所以首先你要把水壺里的水(電源輸入能量來(lái)源)倒進(jìn)水杯(反激儲(chǔ)能電感或“變壓器”)里,然后客人(負(fù)載)再喝水。

我們的開(kāi)關(guān)管(比如MOSFET)是最終的能量變換執(zhí)行者,其它控制猶如人的大腦,所以我們把開(kāi)關(guān)管比做“主人”。

所以我們把系統(tǒng)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)做一個(gè)類比,如下

從上面可知,反激式電源能量傳輸和釋放不是一個(gè)同步過(guò)程,必須是在開(kāi)關(guān)管(比如MOSFET)開(kāi)通時(shí)先存儲(chǔ)能量到電感(習(xí)慣叫做“變壓器”),然后在開(kāi)關(guān)管關(guān)斷后再釋放能量到負(fù)載。

那么反激式電源如何完成這一過(guò)程的呢?答案就是反激式變壓器(實(shí)質(zhì)還是電感,幾個(gè)繞組交換能量,其實(shí)就是耦合電感的作用)的同名端和異名端的排布。同名端和異名端是針對(duì)線圈兩個(gè)及以上端子去定義的,實(shí)質(zhì)是磁場(chǎng)的相互加強(qiáng)或削弱,但在電感線圈或變壓器線圈方面,我們經(jīng)常用作極性判斷,互為同名端的兩個(gè)線圈端的極性總是保持相同;互為異名端的兩個(gè)端極性總是保持相反,記住這個(gè)就夠了。

如下是反激式電源能量存儲(chǔ)和釋放過(guò)程的描述

開(kāi)關(guān)管開(kāi)通,電感存儲(chǔ)能量,開(kāi)關(guān)管關(guān)斷電感釋放能量,存儲(chǔ)和釋放不同步,這就是反激式電源的特點(diǎn),由于電感存儲(chǔ)和釋放能夠自動(dòng)往復(fù)循環(huán),電路并不需要特殊的去磁電路,吸收電路只是為吸收漏感能量而設(shè)置;真正意義上的變壓器就需要合理的去磁電路了,因?yàn)樽儔浩鞑灰源鎯?chǔ)能量為目的,它只是傳輸能量,并且能量的輸入和利用是同步進(jìn)行的,勵(lì)磁電感的能量必須要得到釋放或者復(fù)位,這樣才能保證變壓器不會(huì)進(jìn)入飽和,大家可以看一下正激電源的變壓器去磁原理,所以應(yīng)用中必須明確電感和變壓器的不同。

還有大家明確一點(diǎn),反激式電源的基礎(chǔ)拓?fù)涫欠歉綦x的Buck-Boost,它們的能量存儲(chǔ)和釋放方式是相同的,基礎(chǔ)拓?fù)涫菢?gòu)成其它拓?fù)涞幕A(chǔ)。

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