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反激電源設計和仿真
反激式電源包括使用變壓器存儲來(lái)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計中應用的獨特發(fā)展，因為它們通常用于升壓或降壓。
通常，反激電源設計包括反激變壓器，MOSFET轉換器，該MOSFET轉換器通過(guò)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(huì )導致端子電壓突然反轉。反激式電源的工作可以分為FET的“開(kāi)和關(guān)”周期。
在“接通”周期中，流過(guò)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(shí)，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(dòng)。
當FET在下一個(gè)周期“關(guān)閉”時(shí)，初級繞組上的電流停止流動(dòng)。由于繞組處的電感泄漏，電流的突然中斷會(huì )導致巨大的電壓尖峰。為了防止FET受到?jīng)_擊，RCD緩沖電路用于吸收過(guò)多的能量。同時(shí)，次級二極管現在正向偏置，電流流動(dòng)以對輸出電容器充電。
反激電源的連續模式和非連續模式
有兩種模式可操作反激電源，每種模式具有非常不同的結果。第一種模式稱(chēng)為連續模式，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(huì )完全消耗掉。同時(shí)，不連續模式可確保所有磁能都轉移到次級繞組，并具有“無(wú)聲隙”的特征，其中在下一個(gè)正周期開(kāi)始之前沒(méi)有電流流過(guò)。
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(mǎn)足適當的電壓和電流需求，同時(shí)還可以確保充分準備好設備和組件的容差以應對設計的需求。此外，通過(guò)頻域測試，您可以放心電源的穩定狀態(tài)。
反激模型用于開(kāi)關(guān)模式電源
與不連續模式相比，連續模式具有相對較低的峰值電流。這導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(shí)際上限制了操作帶寬。
當負載電流增加時(shí)，RHPZ的影響就很明顯。通常會(huì )導致較高的峰值電流，但二極管的導通時(shí)間較短。這導致滯后，使得反饋控制電路更難以實(shí)現。
比較而言，不連續模式不會(huì )遇到相同的問(wèn)題。它還效率更高，開(kāi)關(guān)損耗更低。
優(yōu)化反激電源設計
反激電源的電路圖看似簡(jiǎn)單，但并非如此。應優(yōu)先考慮反激式變壓器，因為設計中的失誤會(huì )導致效率和EMI問(wèn)題。
正確設計反激變壓器至關(guān)重要
設計人員的第一步就是正確設置繞組比率。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以防止飽和也很重要。
變壓器設計陷入困境的問(wèn)題是電感泄漏。盡管?chē)L試通過(guò)交錯繞組來(lái)減少泄漏，但是仍然有極少量的電荷在FET關(guān)斷時(shí)導致突然的高電壓。通過(guò)在初級繞組上添加一個(gè)緩沖電路來(lái)解決此問(wèn)題。
當然，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(jìn)行適當的仿真。確定足夠的電壓和電流需求，確保電源完整性