双管反激变换器研究分析

摘要：研究了基于峰值电流模式的双管反激变换器,分析了它的工作原理,说明了它在高压输入场合的优点。

关键词：反激变换器；峰值电流控制；双管反激

0 引言

反激变换电路由于具有拓扑简单，输入输出电气隔离,升/降压范围广，多路输出负载自动均衡等优点，而广泛用于多路输出机内电源中。在反激变换器中，变压器起着电感和变压器的双重作用，由于变压器磁芯处于直流偏磁状态，为防磁饱和要加入气隙，漏感较大。当功率管关断时，会产生很高的关断电压尖峰，导致开关管的电压应力大，有可能损坏功率管；导通时，电感电流变化率大。因此在很多情况下，必须在功率管两端加吸收电路。

双管反激变换电路，在功率管关断时，由于变压器漏感电流流过续流二极管反馈给电源的嵌位作用，而使功率管的电压应力和输入电压相等。可见在高压输入场合双管反激电路有其特有的优点。

1 电路分析

电路图如图1所示。在稳态工作条件下，为了简化分析，假设所有开关器件都是理想的；漏感L_r远小于励磁电感L_m；L₂为变压器副边等效电感；电路工作在CCM模式。

图1 双管反激变换器电路图

电路共有4个工作模式，工作过程如图2所示。

图2 工作波形图

——模式1[t₀－t₁] 在S₁和S₂开通后的t₀时刻，输入直流电压U_in作用于L_r和L_m上，D₁和D₂关断，漏感电流i_Lr线性上升，则有

i_Lr(t)=iLr(t₀)＋(t－t₀)（1）

D₁和D₂承受反压为U_in，而D₃承受反压为U_o＋(N₂/N₁)U_in，i_L2=0，由滤波电容C向负载供电。

在t₁时刻漏感电流i_Lr为

i_Lr（t₁）=i_Lr(t₀)＋(t₁－t₀)（2）

——模式2[t₁－t₂] 在t₁时刻关断S₁和S₂，由于电感电流不能突变，感应电势反向，D₁和D₂导通钳位使S₁和S₂承受正压为U_in；同时D₃导通，副边电流i_L2形成。原边电流i_Lr线性下降，即

i_Lr(t)=i_Lr(t₁)－(t－t₁)（3）

i_L2(t)=（4）

在t₂时刻原边电流

i_L2(t₂)==0（5）

——模式3[t₂－t₃] 在t₂时刻D₁和D₂中的电流和漏感电流i_Lr下降到0，i_L2达到最大。此后i_L2线性下降，

i_L2(t)=i_L2(t₂)－(t－t₂)（6）