反激式变压器介绍,反激式变压器的优缺点
反激式(Flyback)变压器又称单端反激式或"Buck-Boost"转换器。因其输出端在原边绕组断开电源时获得能量故而得名。反激式变换器以其电路结构简单，成本低廉而深受广大开发工程师的喜爱。
反激式变压器适合小功率电源以及各种电源适配器。但是反激式变换器的设计难点是变压器的设计，因为输入电压范围宽，特别是在低输入电压，满负载条件下变压器会工作在连续电流模式，而在高输入电压，轻负载条件下变压器又会工作在不连续电流模式。
优点：
反激式变压器的优点有：
1. 电路简单,能高效提供多路直流输出,因此适合多组输出要求。
2. 转换效率高,损失小。
3. 变压器匝数比值较小。
4. 输入电压在很大的范围内波动时，仍可有较稳定的输出，目前已可实现交流输入在
85~265V间，无需切换而达到稳定输出的要求。
缺点：
反激式变压器的缺点有：
1. 输出电压中存在较大的纹波，负载调整精度不高,因此输出功率受到限制,通常应用于150W以下。
2. 转换变压器在电流连续(CCM)模式下工作时，有较大的直流分量，易导致磁芯饱和，所以必须在磁路中加入气隙，从而造成变压器体积变大。
3. 变压器有直流电流成份,且同时会工作于CCM / DCM两种模式,故变压器在设计时较困难,反复调整次数较顺向式多,迭代过程较复杂。
当开关晶体管Tr ton时,变压器初级Np有电流 Ip，并将能量储存于其中。由于Np与Ns极性相反，此时二极管D反向偏压而截止，无能量传送到负载。当开关Tr off 时，由楞
反激式变换器(Flyback Converter)的工作原理
反激式变换器以其电路结构简单,成本低廉而深受广大开发工程师的喜爱,它特别适合小功率电源以及各种电源适配器.但是反激式变换器的设计难点是变压器的设计,因为输入电压范围宽,特别是在低输入电压,满负载条件下变压器会工作在连续电流模式(CCM),而在高输入电压,轻负载条件下变压器又会工作在不连续电流模式(DCM);另外关于CCM模式反激变压器设计的论述文章极少,在大多数开关电源技术书籍的论述中, 反激变压器的设计均按完全能量传递方式(DCM模式)或临界模式来计算,但这样的设计并未真实反映反激变压器的实际工作情况,变压器的工作状态可能不是最佳.因此结合本人的实际调试经验和心得,讲述一下不完全能量传递方式(CCM) 反激变压器的设计.
二.反激式变换器(Flyback Converter)的工作原理
1).反激式变换器的电路结构如图一.
2).当开关管Q1导通时,其等效电路如图二(a)及在导通时初级电流连续时的波形,磁化曲线如图二(b).
当Q1导通,T1之初级线圈渐渐地会有初级电流流过,能量就会储存在其中.由于变压器初级与次级侧之线圈极性是相反的,因此二极管D1不会导通,输出功率则由Co来提供.此时变压器相当于一个串联电感Lp,初级线圈电流Ip可以表示为:
Vdc=Lp*dip/dt
此时变压器磁芯之磁通密度会从剩磁Br增加到工作峰值Bw.
3.当Q1截止时, 其等效电路如图三(a)及在截止时次级电流波形,磁化曲线如图三(b).
当Q1截止时,变压器之安匝数(Ampere-Turns NI)不会改变,因为∆B并没有相对的改变.当∆B向负的方向改变时(即从Bw降低到Br),在变压器所有线圈之电压极性将会反转,并使D1导通,也就是说储存在变压器中的能量会经D1,传递到Co和负载上.
此时次级线圈两端电压为:Vs(t)=Vo+Vf (Vf为二极管D1的压降).
此开关电源属于自激式开关电源，三极管13003为电源开关管，C945为过流保护三极管管，10欧电阻为过流取样电阻，二极管4148这里作为0.7V稳压二极管使用，作为过流保护的门槛电压。当取样电压高于0.7V时二极管4148导通，使三极管C945也导通（忽略C945输入电阻的电压降），从而使电源开关管13003输入电压被旁路，电源开关管13003被截止，以达到过流保护的目的，此保护电路一般在电源开机时和输出短路或负载过重是起作用。
二极管4007为50周半波整流二极管，10欧输入电阻的作用，一个是限制浪涌电流，防止4007整流二极管过流损坏，另一个作为保险丝使用，可以节省一个保险丝。510K电阻为电源开关管13003的起振电阻，电源开关管13003产生自激振荡主要靠变压器初级线圈与正反馈线圈产生的互感电动势来驱动。1K电阻与2700P电容是正反馈电路，流过1K电阻的电流是一个锯齿波电流（实际上是一个按指数曲线变化的电流），当流过1K电阻的电流（即电源开关管13003的基极电流）不能保证电源开关管13003的集电极电流继续增长时，电源开关管13003将由导通变为截止，即：自激振荡的一个周期结束。因此，改变1K电阻与2700P电容的时间常数就可以改变开关电源的振动频率。6.2V稳压二极管为限幅二极管，其作用是对电源开关管13003的输入信号进行限幅，防止振荡过强（过激励）。22u电解电容两端的电压与6.2V稳压二极管的击穿电压之和，就是限制振荡过强的限幅电压值，而22u电解电容两端的电压是随着反馈电压负半周幅度的大小（与电源输出电压成正比，通过整流二极管4148对反馈信号整流得到），而同步变化的，因此他有起到自动调节振荡强度和稳定输出电压的作用，改变稳压二极管的数值就可以改变输出电压的幅度。
82K电阻和4700P电容以及4007二极管为开关变压器漏感产生的高压反电动势吸收及阻尼电路，其作用是防止三极管13003过压击穿。二极管RF93为高速整流二极管，220u电解为储能滤波电容，此开关电源输出属于反激式开关电源。
Flyback变压器绕制方法对漏感及Spike的影响
这是一个我以前做过的充电器，Flyback架构，输入220Vac，输出24V，2A。变压器包含一个原边绕组，一个副边绕组及一个辅助电源绕组。为了减小漏感以尽可能降低开关管Spike，特将变压器绕制方法作如下比较。
1.首先，由于原边匝数较多，将其分为二个部分，按下图方法绕制：
此变压器L＝224uH,Lo=14uH,Spike波形如下，大小为243V
2.不分开原边，将副边绕组分成两个并联的绕组绕制：
其L=214uH,Lo=9uH,Spike变为181V
3.结合1与2的方法
其L=214uH,Lo=5.7uH,Spike=125V
以上结果表明，交叉换位越彻底，漏感越低。但需要切记的是，交叉换位的程度并不是说分得越多越好，分得太多有时会适得其反。关于此部分的理论分析，有机会再贴。（写公式太累了）
