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反激電源設(shè)計和仿真
反激式電源包括使用變壓器存儲來自初級繞組的能量，并將存儲的能量中繼到次級繞組。這是變壓器在電源設(shè)計中應(yīng)用的獨特發(fā)展，因為它們通常用于升壓或降壓。
通常，反激電源設(shè)計包括反激變壓器，MOSFET轉(zhuǎn)換器，該MOSFET轉(zhuǎn)換器通過PWM控制電流，RCD緩沖器和次級繞組處的整流二極管。請注意，次級繞組的極性相反，并且會導(dǎo)致端子電壓突然反轉(zhuǎn)。反激式電源的工作可以分為FET的“開和關(guān)”周期。
在“接通”周期中，流過初級繞組的電流增加到最大。在此周期中，磁能存儲在反激變壓器的磁芯中。此時，連接到次級繞組的二極管處于反向偏置狀態(tài)，從而阻止了電流的流動。
當(dāng)FET在下一個周期“關(guān)閉”時，初級繞組上的電流停止流動。由于繞組處的電感泄漏，電流的突然中斷會導(dǎo)致巨大的電壓尖峰。為了防止FET受到?jīng)_擊，RCD緩沖電路用于吸收過多的能量。同時，次級二極管現(xiàn)在正向偏置，電流流動以對輸出電容器充電。
反激電源的連續(xù)模式和非連續(xù)模式
有兩種模式可操作反激電源，每種模式具有非常不同的結(jié)果。第一種模式稱為連續(xù)模式，在這種模式下，存儲在變壓器中的能量在兩次循環(huán)之間不會完全消耗掉。同時，不連續(xù)模式可確保所有磁能都轉(zhuǎn)移到次級繞組，并具有“無聲隙”的特征，其中在下一個正周期開始之前沒有電流流過。
對于反激電源操作的每種模式，仿真都是可用的，而且值得。使用SPICE工具，您可以確保滿足適當(dāng)?shù)碾妷汉碗娏餍枨螅瑫r還可以確保充分準備好設(shè)備和組件的容差以應(yīng)對設(shè)計的需求。此外，通過頻域測試，您可以放心電源的穩(wěn)定狀態(tài)。
反激模型用于開關(guān)模式電源
與不連續(xù)模式相比，連續(xù)模式具有相對較低的峰值電流。這導(dǎo)致較低的電感損耗和同樣較低的輸出電壓紋波。但是，反激式電源的操作容易受到右半平面零（RHPZ）的影響，這實際上限制了操作帶寬。
當(dāng)負載電流增加時，RHPZ的影響就很明顯。通常會導(dǎo)致較高的峰值電流，但二極管的導(dǎo)通時間較短。這導(dǎo)致滯后，使得反饋控制電路更難以實現(xiàn)。
比較而言，不連續(xù)模式不會遇到相同的問題。它還效率更高，開關(guān)損耗更低。
優(yōu)化反激電源設(shè)計
反激電源的電路圖看似簡單，但并非如此。應(yīng)優(yōu)先考慮反激式變壓器，因為設(shè)計中的失誤會導(dǎo)致效率和EMI問題。
正確設(shè)計反激變壓器至關(guān)重要
設(shè)計人員的第一步就是正確設(shè)置繞組比率。這樣可以確保變壓器以估計的效率提供所需的次級電壓。確定一次繞組的最小匝數(shù)以防止飽和也很重要。
變壓器設(shè)計陷入困境的問題是電感泄漏。盡管嘗試通過交錯繞組來減少泄漏，但是仍然有極少量的電荷在FET關(guān)斷時導(dǎo)致突然的高電壓。通過在初級繞組上添加一個緩沖電路來解決此問題。
當(dāng)然，除了布局配置之外，您可以為電源做的最多的事情就是事先進行適當(dāng)?shù)姆抡?。確定足夠的電壓和電流需求，確保電源完整性