反激式(RCD)开关电源原理及设计

 反激式(RCD)开关电源原理及设计

因该电源是公司产品的一个配套使用，且各项指标都不是要求太高，故选用最常用的反激拓扑，这样既可以减小体积（给的体积不算大），还能降低成本，一举双的！

反激拓扑的前身是Buck-Boost变换器，只不过就是在Buck-Boost变换器的开关管和续流二极管之间放入一个变压器，从而实现输入与输出电气隔离的一种方式，因此，反激变换器也就是带隔离的Buck-Boost变换器。

 先学习下Buck-Boost变换器

工作原理简单介绍下

1.在管子打开的时候，二极管D1反向偏置关断，电流is流过电感L，电感电流iL线性上升，储存能量！

2.当管子关断时，电感电流不能突变，电感两端电压反向为上负下正，二极管D1正向偏置开通！给电容C充电及负载提供能量！

3.接着开始下个周期！

从上面工作可以看出，Buck-Boost变换器是先储能再释放能量，VS不直接向输出提供能量，而是管子打开时，把能量储存在电感，管子关断时，电感向输出提供能量！

根据电流的流向，可以看出上边输出电压为负输出！

根据伏秒法则

vin*ton=vout*toff

ton=T*D

toff=T*(1-D)

代入上式得

vin*D=vout*(1-D)

得到输出电压和占空比的关系vout=vin*D/(1-D)

看下主要工作波形

从波形图上可以看出，晶体管和二极管D1承受的电压应力都为Vs+Vo（也就是vin+vout）；

再看最后一个图，电感电流始终没有降到0，所以这种工作模式为电流连续模式（ccm模式）。

如果再此状态下把电感的电感量减小，减到一定条件下，会出现这个波形！

从上图可以看出，电感电流始终降到0后再到最大，所以这种模式叫不连续模式（DCM模式）。

把上边的Buck-Boost变换器的开关管和续流管之间加上一个变压器就会变成反激变换器！

还是和上边一样，先把原理大概讲下：

1.开关开通，变压器初级电感电流在输入电压的作用下线性上升，储存能量。变压器初级感应电压到次级，次级二极管D反向偏置关断。

2.开关关断，初级电流被关断，由于电感电流不能突变，电感电压反向（为上负下正），变压器初级感应到次级，次级二极管正向偏置导通，给C充电和向负载提供能量！

3.开始下个周期。以上假设C的容量足够大，在二极管关断期间（开关开通期间）给负载提供能量!

 咱先看下在理想情况下的VDS波形

上面说的是指变压器和开关都是理想工作状态！