Buck-Boost与Flyback转换器原理区别
eeskill 2022-09-29

Flyback转换器应用相当广泛,其原因有:

从电路的角度看,Flyback电路有最少元件的特性;

从设计的角度看,Flyback电路有简单高可靠度的特点;

从经济的角度看,Flyback电路成本最低,醉适合一般小功率的电源使用。

在实际的应用中,用在接市电的低瓦数电源,多半用Flyback电路来实现,例如:30-40W的笔记本电脑, 70-80W的个人电脑,40-50W的传真机与影像扫描机, 20W以下的Adapter(适配器)。

未来的电子产品讲究轻薄短小又省电,所以Flyback电路会更风行。

一、Buck-Boost转换器工作原理

所有的导出型转换器都保留其基本转换器的特性;要了解Flyback转换器,要从其基本转换器Buck-Boost电路开始。

(一)Buck-Boost电路组成

Buck-Boost电路由一个开关晶体管,一个功率二极管,一个储能电感和一个输出电容组成,见图1。

(二)电路特性

(1)输出电压为负电压

(2)输出电压的大小可高于或低于输入电压

(3)输入端与输出端的电流波形都是脉波形式。

(三)工作原理

为方便理解电路工作原理,先介绍一下楞次定律。

楞次定律:电感总是“阻碍外电路通过电感的磁通(电流)的变化,即:

外电路通过电感的磁通1(电流1i)增大,电感将产生与1(电流1i)反向的磁通2(电流2i),阻碍外电路磁通1(电流1i)的增大;

外电路通过电感的1(电流1i)减小,电感将产生与1(电流1i)同向的磁通2(电流2i),阻碍外电路1(电流1i)减小的减小。

以下就Buck-Boost稳态电路的工作作一个简要说明。

假设一个周期的开始时间为:开关晶体管Q1导通时(Turned On或Closed)。此时输入电压完全跨在电感之上,电感的电流将成线性增加。由棱次定律,“外电路通过电感的电流1i增大,电感将产生与1i反向的电流2i,阻碍外电路电流1i的增大”。外电路电流1i(主要是主电路电流)从同名端流出,原边的同名端为负,异名端为正,所以电感电压1V为“+”,电感所存储的能量因此逐渐增加;变压器副边的同名端为负,异名端为正,所以功率二极管反偏,负载所需的能量完全由输出电容提供,此时电容的电压会有些降低(要看电容的大小)。

当开关晶体的控制信号(电压或电流),使开关晶体Q1不导通时(Turned Off或Opened),此时外电路通过电感的电流1i急剧减小(几乎为零),由楞次定律,“电感将产生与磁通1(电流1i)同向的磁通2(电流2i),阻碍外电路1(电流1i)的减小”;外电路电流1i(主要是电感电流),从同名端流出,原边的同名端为正,异名端为负,所以电感电压1V为“-”,变压器副边的同名端为正,异名端为负,所以功率二极管正偏,变压器副边电压大小恰等于输出电压。通过二极体的电感电流将线性减少,除了提供给负载外,还给输出电容充电(输出电容的电压会增高些),这个情形将持续到下一个周期开始为止。

开关晶体导通的时间占整个周期的比率,称为工作周期(Duty Cycle,简称为D),D越大,表示电感充能的时间越长,依照“伏-秒平衡”原理(后面介绍),输出电压一定越高。

二、Flyback转换器工作原理

Flyback不同于Buck-Boost的地方,仅在于将电感器衍生成一个“耦合电感”,也就是俗称的“变压器”,但不同于一般变压器,耦合电感“实实在在”的存储能量,不只是变压器的磁化能量。

就是因为将电感变成耦合电感,所以可以将初/次级隔离,而且利用匝数比的控制,使转换器的工作点设计更有弹性。另外,多组输出的应用更简单容易。

声明: 本文转载自其它媒体或授权刊载,目的在于信息传递,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,如有新闻稿件和图片作品的内容、版权以及其它问题的,请联系我们及时删除。(联系我们,邮箱:evan.li@aspencore.com )
0
评论
  • 相关技术文库
  • 电源
  • DC
  • AC
  • 稳压
下载排行榜
更多
广告