简记_开关电源基础知识(二)

一、控制器与稳压器

假设开关损耗、导通损耗、驱动损耗的变化远小于输出功率的变化（可忽略），则占空比越大，Po越大，效率越高。

二、同步与非同步

同步是采用通态电阻极低的MOSFET来取代整流二极管，以降低整流损耗的一项新技术。
同步与非同步的优缺点：

	非同步	同步
缺点	Io变化而Vf-d几乎不变，锗管0.2~0.3V，硅管0.5~0.7V，大电流时效率低	需要额外的控制电路（驱动、死区、保护），成本高
优点	电路结构简单，不需要额外控制，便宜，可靠性更高	MOSFET的导通压降I*Rds-on较小，效率较高
适用	较高的输出电压时，Vf-d/Vo很小，效率高	较低输出电压，大电流，要求高效率的场合

三、隔离式与非隔离式

	非隔离式	隔离式
优点	结构简单、体积小、成本较低	符合电气安全规范； 保护人员、设备免遭感应在初级的危险瞬态电压的损害； 去除隔离电路之间的接地环路以改善抗噪声能力；
缺点	不隔离，市电供电时会触电； 防雷击能力差； 输出电压不能与输入电压相等；	结构复杂、体积大、成本高；
主要拓扑	Buck、Boost、Buck-Boost	反激、正激、推挽、半桥、全桥

四、正激变换器

单端正激变换器是由Buck变换器派生而来的：辅助电感Nr，是一个磁复位的电感。

五、反激变换器

5.1、反激变换器拓扑

反激变换器是由Buck-Boost变换器推演而来的：反激变换器的变压器既是电感又是变压器。

5.2、反激变换器的特性

优点：

1. 采用一个耦合电感器来充当隔离变压器并用于储能；
2. 输入和输出地是隔离的；
3. 利用占空比和匝数比来实现电压的降低或提升；
4. 易于实现多个输出；
5. 不需要采用一个单独的输出电感器；
6. 最适合较低的功率级别；
7. 采用最简单的隔离式拓扑（4个功率组件），成本低；

缺点：

1. 高输出纹波电流（输出电流不连续）；
2. 高输入纹波电流（输入电流不连续）；
3. 环路带宽可能受限于右半平面（RHP）零点；

5.3、反激变换器的重要波形

        当MOS管导通，电感的电流线性上升，可以看出它的电流的波形和 BUCK-BOOST 的波形是

相似的，区别就是在一个原副边的匝比上面而已，这里也可以看出其变压器就是一个电感的作用。

5.4、反激变换器的稳态分析

                                            D=Vo'/(Vo'+Vin/n)，Vo'=Vo+Vf   ***************** ①

       由公式①可以得出，输入电压越高，占空比越小。占空比最大，出现在输入电压最低时，若占空比不能大于50%，则匝比n不能大于公式①的限制；同时，匝比太高，会导致反射电压 Vor 太高，MOSFET的应力过大。

5.5、反激变换器的设计实例

设计占空比、匝比、电感量，处理好电压和电流应力。

设计反激变压器的基本要求：

1. 考虑集肤效应，大输出电流采用多股细导线；
2. 为使在较宽的负载范围均保持连续导通，需要高电感；
3. 使用了高电感，初级和次级电路中的纹波电流都将较低；
4. 占空比和开关频率一般都是预先确定的；

设计实例： 

1. 求解Vor和Vz：Vin-max+Vz=0.8*Vds，Vor=Vz/1.4
2. 求解匝比：n=Vor / Vo+Vd
3. 求解占空比：Io=Po/Vo，Ior=Io/n，Pin=Po/效率0.7，Iin-max=Pin/Vin-min，
4.                       Iin-max/D=Ior/1-D*******
5. 求解峰值电流：Ipk=(1+r/2)*Io/1-D/n    r=0.5
6. 求解电感量：V=LdI/dt   V=Vin-min   dI=Ipk/1.25*0.5   dt=D/fsw
7. 根据窗口面积选择磁芯、设定次级主绕组圈数，例如1V/1匝，根据匝比，可得初级匝数，计算出气隙，若气隙太大，则减小次级匝数。