反激变换器磁学分析
一、反激变换器变压器功能及其占空比图1如图1所示为反激变换器拓扑变压器一次绕组匝数和变压器二次绕组匝数之比为反激变换器变压器功能由图1中正负号所示一次绕组和二次绕组的感应电压方向相反当开关管导通时输入电压加在一次绕组两端同时电压值为方向和相反的电压加在二次绕组上此时由于D2的存在二次绕组中并无电流通过二次绕组上感应电压的计算由感应电压公式可知一次绕组两端电压二次绕组两端电压因为一、二次绕组共用同一磁芯磁通变化量相同所以由之前的BUCK-BOOST变换器可知开关导通时变压器储存能量开关关断时变压器释放能量在开关导通时一次侧开关节点电压为在开关关断时二次侧开关节点电压为由变压器电压折算公式可知二次侧开关节点电压为时一次侧开关节点产生的感应电压为所以在开关关断时一次侧开关节点的电压会升致所以在选择开关管电压时要留足余量占空比计算由伏秒平衡法则可知且占空比。下面分别分析开关闭合和关断时一次绕组和二次绕组两端的电压使用KVL进行分析首先当开关管闭合时一次绕组两端电压为二次绕组两端电压由变压器电压比可知当开关管断开时上文分析分别将一、二次绕组在开关管闭合和关断器件变压器两端的电压带入占空比计算公式可得。二、一、二次绕组电流关系分析在之前的文章中提到电感的能量计算公式为可知因为一二次绕组使用同一磁芯即磁芯能量相等所以可得在之前的文章中提到电感量的计算公式为其中为电感系数N为电感匝数将电感量计算公式带入磁芯能量计算公式可得反激变压器一、二次绕组上面的电流关系为。三、将反激变换器等效为两个BUCK-BOOST变换器一次侧电路等效BUCK-BOOST变换器表一、反激变换器等效BUCK-BOOST模型一次等效模型二次等效模型VinVinIinIinCinCinLLpLsVoVo*nVoIoIo/nIo平均值Io/[n*(1-D)]Io/(1-D)CoCo占空比DDVdVd*nVd纹波率rr要是两个等效模型的输出电容储存的能量相等从能量角度理解可知反激变换器输出电容充电到Vo时储存的能量为则对于一次侧等效模型而言输出电压为所以要使电容储存的能量不变输出电容通过能量守恒可得二次侧的输入电容分析方法相同所以反激变换器的纹波率和BUCK-BOOST变换器的纹波率设置方法相同。
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