单端反激-隔离型DC/DC变换器的设计和模拟
- 技术指标
- 1 原理分析
- 2 参数设计
- 3 仿真验证
技术指标
输入电压： V s m i n ? V s m a x = 110 ? 300 V D C V_{smin} -V_{smax}=110-300V DC Vsmin?Vsmax=110?300VDC 输出电压： V 0 = 24 V D C V_0=24V DC V0=24VDC 输出功率： P 0 = 60 W P_0=60W P0=60W 纹波系数： ∆ V 0 / V 0 ≤ 1 % ∆V_0/V_0 ≤1\% ∆V0/V0≤1% 开关频率： f s = 100 k H Z f_s=100kHZ fs=100kHZ
1 原理分析
如图所示为单端反激变换器主电路的电路图，其中隔离变压器的铁心上有两个绕组 N 1 N_1 N1和 N 2 N_2 N2，电感分别为 L 1 L_1 L1和 L 2 L_2 L2。开关管T为MOSFET， C是输出滤波电容。T导通时， D 1 D_1 D1截止，负载由电容C供电，C放电。T阻断时， D 1 D_1 D1导通，负载由电源供电，故此称之为反激变换器。 
在T导通的 T o n = D T s T_{on}=DT_s Ton=DTs期间, D 1 D_1 D1承受反压关断 V s = L 1 d i 1 d t = N 1 d ϕ d t V_s=L_1\frac{di_1}{dt}=N_1\frac{dϕ}{dt} Vs=L1dtdi1=N1dtdϕ i 1 、 ϕ i_1、ϕ i1、ϕ均线性增加 电流 i 1 i_1 i1增量为 Δ i 1 = V s T o n L 1 = V s D T s L 1 Δi_1=\frac{V_s T_{on}}{L_1} =\frac{V_s DT_s}{L_1} Δi1=L1VsTon=L1VsDTs 磁通 ϕ ϕ ϕ增量为 Δ ϕ = V s T o n N 1 = V s D T s N 1 Δϕ=\frac{V_s T_{on}}{N_1} =\frac{V_s DT_s}{N_1} Δϕ=N1VsTon=N1VsDTs T导电结束时 i 1 = i 1 m a x = i 10 + Δ i 1 = i 10 + V s T o n L 1 = i 10 + V s D T s L 1 i_1=i_{1max}=i_{10}+Δi_1=i_{10}+\frac{V_s T_{on}}{L_1} =i_{10}+\frac{V_s DT_s}{L_1} i1=i1max=i10+Δi1=i10+L1VsTon=i10+L1VsDTs ϕ = ϕ 0 + Δ ϕ = ϕ 0 + V s T o n N 1 = ϕ 0 + V s D T s N 1 ϕ=ϕ_0+Δϕ=ϕ_0+\frac{V_s T_{on}}{N_1} =ϕ_0+\frac{V_s DT_s}{N_1} ϕ=ϕ0+Δϕ=ϕ0+N1VsTon=ϕ0+N1VsDTs T关断的 T o f f = ( 1 − D ) T s T_{off}=(1-D)T_s Toff=(1−D)Ts期间， D 1 D_1 D1导通， i 1 = 0 i_1=0 i1=0，但磁场能不能突变，电流 i 1 i_1 i1和 i 2 i_2 i2