在開(kāi)關(guān)電源當(dāng)中，占空比發(fā)揮著重要的作用，它起著調(diào)整開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間的作用，占空比的值越高，就意味著輸出電壓越高。占空比在反激電路的設(shè)計(jì)當(dāng)中也同樣適用，接下來(lái)，就將為大家介紹一種產(chǎn)生最大占空比的反激電路設(shè)計(jì)，以及變壓器參數(shù)的確定。摸索出了適用于各種PWM芯片的高頻反激直流電路算法。

PWM控制器的選擇

電路設(shè)計(jì)當(dāng)中，幾種常見(jiàn)的高頻反激式電源集成控制器有兩種類(lèi)型，單芯片式和雙芯片式。很多生產(chǎn)商都根據(jù)自己的 IC原理編制了電路的設(shè)計(jì)程式，這些程式都是針對(duì)芯片的特有參數(shù)設(shè)計(jì)的，從原理上都能相互解釋 ，但卻不能通用。對(duì)比這些計(jì)算程式可以得出：選擇 PWM控制器的IC時(shí)應(yīng)考慮不同控制 IC的不同參數(shù)，諸如功率控制等級(jí)、電流或電壓控制模式、頻率的要求;不論選用何種驅(qū)動(dòng)芯片，影響變壓器設(shè)計(jì)的主要參數(shù)只是頻率及控制的最大占空比，其它參數(shù)對(duì)外部主電路計(jì)算的影響可忽略不計(jì);可以在此基礎(chǔ)上找到一種符合反激式電路原理并適合不同 PWM芯片的電路設(shè)計(jì)方法。

Flyback反激電路原理分析

首先從反激式開(kāi)關(guān)電源的基本原理圖開(kāi)始，如圖1所示，輸入電源首先經(jīng)過(guò)EMC電路濾除差摸及共模干擾，并對(duì)交流輸入進(jìn)行整流。 PWM芯片決定MOSFET的導(dǎo)通與截止。在 MOSFET導(dǎo)通期內(nèi)，能量?jī)?chǔ)存在勵(lì)磁電感中，次級(jí)整流管是截止的，變壓器為空載工作;在 MOSFET截止期內(nèi)變壓器勵(lì)磁電感中的儲(chǔ)能釋放，轉(zhuǎn)變成感應(yīng)電勢(shì)傳送到次級(jí)，經(jīng)過(guò)整流和濾波后輸出直流電壓。

圖 1高頻反激式電源基本原理

若初級(jí)電流經(jīng)過(guò)磁化電感區(qū)后降至零，即為不連續(xù)導(dǎo)通模式;若磁化電流未降至零，則為連續(xù)導(dǎo)通模式。反激電路工作于連續(xù)模式時(shí)，其變壓器磁心的利用率會(huì)顯著下降，所以無(wú)特殊情況應(yīng)避免使用。

PWM集成芯片通常接收電流負(fù)載最大的輸出電路反饋信號(hào)，由此來(lái)調(diào)節(jié) MOSFET的占空比。如果輸出的負(fù)載增大，則 PWM脈沖控制的導(dǎo)通時(shí)間增長(zhǎng)，流過(guò)初級(jí)線(xiàn)圈的電流線(xiàn)性上升，電流峰值增大，變壓器儲(chǔ)能增加，從而可提高次級(jí)帶負(fù)載能力。開(kāi)關(guān)管和輸出整流管的振鈴可引起高頻 EMI或者環(huán)路不穩(wěn)，解決的辦法通常是加吸收電路。

基于最大導(dǎo)通時(shí)間計(jì)算方法的推導(dǎo)

高頻反激開(kāi)關(guān)電源的變壓器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)耦合電感，其設(shè)計(jì)中的相互制約因素很多。在計(jì)算過(guò)程中 MOSFET與變壓器的鐵心可根據(jù)設(shè)計(jì)者的需要在一定范圍內(nèi)選擇，本文主張從控制最大占空比參數(shù)入手。PWM控制芯片一旦選定，其工作頻率與最大占空比也就確定了下來(lái)，若超出最大占空比，電源很容易進(jìn)入非正常工作模式。