双管同时导通和关断，利用D1 D2进行变压器磁复位。 工作最大D=0.5
25
作业
如图所示为单端正激DC/DC变换电路，开关管工作在开关状 态，设输出电容足够大输出电压为一平直的直流电压，N1： N2：N3=14：1：14。
（1）在图中画出原边开关管Q、D1管、D2管和D3管的电压波 形，并标注电压大小(用Ui变量表示)；
17
电应力分析（Q）
晶体管关断磁复位时，Q上承受最大电压为
UQ Ui U1'
Ui
Ui
N1 N3
18
电应力分析（D1）
晶体管关断磁复位时，D1上承受最大反压：
U D1
Ui
N2 N3
19
电应力分析（D2）
晶体管导通时，D2上承受最大反压：
UD2
Ui
Ui
N3 N1
20
电应力分析（D3）
O
16
Ｎ3绕组的工程设计
所以：
当N3<N1时，D可以大于 0.5，但晶体管承受耐压 也提高
通常N3＝N1时，D<0.5， 以保证磁心复位
为了使从将导通期间存 储于磁场中的能量全部 返回电源，N1必须与N3 紧密耦合，通常采用并 绕
on UiTon / N1
off UiTR / N 3
TR Toff
ub
根据Q的开关控制波形 O
做出磁通, uQ,uD1,uD2, Φ
uD3波形 设Ui=100V, N1:N2:N3
O
uce
200 100
200
=10:1:10,标注各的数 O
值大小
uD1
-10
-10
O
uD2
-200
O
uD3
O
-10
-100 -200
-10
23
正激式变换器---变压器磁复位电路2—双管正激变换器
第九章 晶体管功率电路
隔离的单管变换器
1
单端反激flyback:电路组成
由电感变压器T，晶体管Q，二极管D和滤波电容C组成，与 Buck等单管电路元件数相同。
+ Ui
ub
_
•D •C
Q
+ RL_Uo
所谓反激变换是指：Q
导通期间变压器储能， Q关断，能量耦合到次 级，传递给负载
所谓正激，Q导通时，能量通过变压器 耦合到副边传递给负载，Q关断时，能 量反馈给电源
磁复位概念
如图的变压器工作情况： 变压器的工作情况：
u1 → Φ → u2 电压和磁通满足：
u N d
dt 当电压为正时，磁通增长
当电压为负时，磁通减小 变压器的设计保证一周期
内磁通变化量为零！
T
u1
u2
u1
0
2
t
ห้องสมุดไป่ตู้
Φ
0
u2
0
t
2
t
8
反激式变换器的变压器磁复位
在Q导通时（承受正向电压）：
2
单端反激flyback:三种工作方式
反激式变换器中的电感 变压器起着电感和变压 器的双重作用。
具有电感电流连续、临 界连续和断续3种工作模 式。(磁通的连续性)
电流连续时电压关系
3
单端反激式变换器－电路外特性
依据：连续和断续时的输入输出关系，分界线为IG
Uo D Ui N 2 1 D N1
1
Ton 0
1 N1
u1dt
1
N1
U
i
DT
伏秒积平衡
在Q关断时：（承受反向电压）
2
Toff 0
1 N2
u2dt
1 N2
U
o
(1
D)T
Q导通时磁通增量等于Q关断时
磁通减量：
一个周期内，磁通变化量为零，
可以完成磁复位
9
单端反激式变换器的同名端变化
对于反激式变换器，在一个周期 内，可以自动完成磁复位。
如果将反激式变换器的变压器同 名端改为相同端，则不能完成磁 复位！
10
正激式变换器的电路变化
BUCK变换器
带变压器隔离BUCK变换器 +
带磁复位正激式变换器
_Ui
N1在Q关断瞬间，电流突然变 为0，产生大的感应电动势，下 正上负，N3中亦如此，上正下 负，迫使D2导通，实现磁复位
+
Ui _
t
0
5
t
正激变换器
所谓正激，Q导通时，能量通过变压 器耦合到副边传递给负载，Q关断时， 能量反馈给电源
6
正激式变换器的电路变化
BUCK变换器 带变压器隔离BUCK变换器 +
_Ui
L
Q
D3
C
+
RL Uo
_
输入输出间 无法隔
L离
+
Q
N1
N2 D3
Ui
+
C
RL Uo
_
_
变压器的无法实
现磁复位
7
晶体管导通时，D3承受最大电反压
UD2
Ui
N2 N1
21
课堂练习：
工作条件：电流连续
ub
根据Q的开关控制波形 O
作出磁通, uQ,uD1,uD2,
Φ
uD3波形 设Ui=100V, N1:N2:N3
=10:1:10,标注各数值 大小
O
uce
O
uD1
O
uD2
O
uD3
O
22
课堂习题答案：
工作条件：电流连续
L
Q
D3
C
+
RL Uo
_
Q N1
N2 D3
输入输出间 无法隔
L离
+
C
RL Uo
_
变压器的无法实
现磁复位
11
正激式变换器
(1)电路构成及工作原理 由变压器T，晶体管Q，二极管D1和滤波电容
C组成。 此外还有磁复位绕组，磁复位二极管D2和电感
续流二极管D3
12
稳态工作状态分析1
当Q导通时：
连续模式—
☺晶体管峰值电流小，同样电流容量的晶体管
可以输出更大功率
二极管有反向恢复； 变压器体积较大。
断续模式— 晶体管峰值电流大
调节困难；
☺二极管无反向恢复；
☺变压器体积较小。
i1
i1min TON
i1 max
0
i2 i2 max
TOF
t
i2 min
0
i1
t
0 t
i2 0
t i1
0
通常：小电流断续，大电流连续。i2
实际上和降压变压器工作方式类似
设
+
_Ui 那么输出电压：
L
Q D3
+
C
RL Uo
_
15
复位绕组工作分析
当Q导通时，D2截止，N3不参与能量传输 当Q截止时，N3上感应电势反号，迫使二极管
D2导通。将存储在铁心中的能量返回电源， 使铁心复位， 当Ｑ截止时，N１上的感应电势箝位于
ub
O
Φ
O
u1,3
变压器星号为正端，副边 形成功率通路
u2=n*ui (n=N2/N1为变比) D2反压截止 D3反压截止
13
稳态工作状态分析2
当Q截止时：
变压器星号为负端 D2导通，完成磁复位 D3导通，为电感电流续流
14
正激式变换器的输出电压
T ON时: D1导通，传递能量
T OFF时: D1截止，磁复位，D3续流
Uo
Ui 2TD2 2L1 I o
U
2 i
D
2
2L1 fIo
IG
UiT 2L1n
D(1
D)
标幺特性，相对概念，无量 纲化
中间为临界模态，右边为连 续，左边为断续
电流断续时，Vo不变时，Io 变化，D变化 较大，调节困难。
空载，输出趋于无穷大
4
单端反激flyback——电路参数设计
连续模式和断续模式的比较(Pg191、192)、