隔离电源拓扑（变压器引入Buck及Boot拓扑）

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隔离电源拓扑（变压器引入Buck及Boot拓扑）

电源的输入回路和输出回路之间没有直接的电气连接，输入和输出之间是绝缘的高阻态，没有电流回路，采用变压器的隔离电源如下图所示：

隔离电源与非隔离电源，如下图。

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正激变换器

正激式变换器，一种直流-直流变换器。变换器中的变压器在隔离或升压、降压时,原边线圈和副边线圈同时工作。

正激变换器工作原理



正激变换器特点

输出电压电流纹波较小;

变压器磁芯单边磁化;

开关管峰值电流较低;

变压器是个纯粹的变压器;

变压器铁芯不必加气隙; 但在有的铁芯中为了减少Br, 需加很小的气隙.

双管正激

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反激变换器

反激变换器是由BUCK-BOOST 变换器推演而来的

反激(Flyback) 型电路的结构见下图。该电路可以看成是将boost-buck电路中的电感换成相互耦合的电感N1和N2得到的。因此反激型电路中的变压器在工作中总是经历着储能一放电的过程。

反激变换器的设计步骤，并以一个6.5W 隔离双路输出的反激变换器设计为例，主控芯片采用NCP1015。

基本的反激变换器原理图如图所示，在需要对输入输出进行电气隔离的低功率(1W～60W)开关电源应用场合，反激变换器(Flyback Converter)是最常用的一种拓扑结构(Topology)。简单、可靠、低成本、易于实现是反激变换器突出的优点。

设计步骤如下：

确定输入电容Cbulk

Cbulk 的取值与输入功率有关，通常，对于宽输入电压(85～265VAC)，取2～3μF/W；对窄范围输入电压(176～265VAC)，取1μF/W 即可，电容充电占空比Dch 一般取0.2 即可。

确定最大占空比Dmax

反激变换器有两种运行模式：电感电流连续模式(CCM)和电感电流断续模式(DCM)。两种模式各有优缺点，相对而言，DCM 模式具有更好的开关特性，次级整流二极管零电流关断，因此不存在CCM 模式的二极管反向恢复的问题。

确定变压器初级电感Lm

其中，fsw 为反激变换器的工作频率，KRF 为电流纹波系数

选择合适的磁芯以及变压器初级电感的匝数

开关电源设计中，铁氧体磁芯是应用最广泛的一种磁芯，可被加工成多种形状，以满足不同的应用需求，如多路输出、物理高度、优化成本等。

实际设计中，由于充满太多的变数，磁芯的选择并没有非常严格的限制，可选择的余地很大。其中一种选型方式是，我们可以参看磁芯供应商给出的选型手册进行选型。如果没有合适的参照，可参考下表：

原理图

PCB设计实例

反激的重要波形

当开关管开通，电感的电流上升，可以看出它的电流的图形和BUCK-BOOST 的图形是非常的相似的，它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的就是一个电感的作用。

上图是开关管的开通电流波形和续流二极管导通的波形，由波形我们也可以看出，开关管的波形加上续流二极管的电流波形就是电感的电流波形。

反激变换器的设计问题

必须选择合适的反激式转换器组件，以便能够处理必要的电流和电压应力。

所有这些应力均与变压器有关：匝数比、电感。

占空比、匝比这些都是要工程师来设计的，在输入的有最小电压，最大电压，它都有对应的占空比，中间还有一个稳态的工作电压，你要优化在这个点上的效率，当然很少有工程师想的那么多，因为一般反激的应用都是在小功率的场合，对应效率的要求也不是那么苛刻。而且对于尺寸大小要求很高，所以频率要做得很高，应用的功率也不是很大，效率低一点，这个做出来的损耗也不是很大。

反激式电路实例

隔离型

上图设计实例是用国半LM5020 的做的反激变换器，这是一个隔离型的反激变换器，大家可以看到它上面有个光耦，光耦一定要把CTR（电流传输比）设置在线性区域，如果不在线性区域当控制环路在调整的时候，CTR 就会变，那么它就会影响到反馈的环路，影响到整个电路的稳定性。这里大家可以参考一下啊，这个电路无论是光耦的供电还是型号的传输都是隔离的，它真正的起到了电气隔离和型号的隔离。

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推挽式变换器

推挽电路的构成

电路包括： Q1、 Q2、 T1、 D1、 D2

基本工作原理： Q1、 Q2交替导通，向副边传递能量

推挽DC-DC变换器

 推挽式DC-DC变换器的主电路中整流二极管DR1和DR2

的左侧是逆变电路右侧是整流、滤波电路。输出整流电路有三种基本类型全波整流电路、全桥整流电路和倍流整流电路。全波整流电路适用于输出电压

较低的场合可以减小整流电路中的通态损耗全桥整流电路适用于输出电压较高的场合可以降低整流管的

电压额定值。图中为全波整流电路L f 是输出滤波电感

C f 是输出滤波电容。推挽直流变换器可看成是两个

Forword变换器的组合这两个Forword变换器的开关管

轮流导通故变压器铁芯是交变磁化的。全波整流电路

变压器副边有两个绕组他们的匝数相等图中还接有

续流管D FW 但也可不接。

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半桥式变换器

输出为全波整流电路的半桥直流变换器的主电路

半桥式DC-DC变换器原理及设计推挽直流变换器开关管承受反向电压至少是电源电压的两倍，因而大多用于电源电压较低的场合。半桥变换器开关

管承受的反向电压为电源电压，故可在电源电压较高的场合应用。半桥变压器是由半桥逆变器、高频变压器和输出整流滤波电路组成因而也属于直流-交流-直流变换器。

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半桥式变换器

输出为全波整流电路的半桥直流变换器的主电路

半桥式DC-DC变换器原理及设计推挽直流变换器开关管承受反向电压至少是电源电压的两倍，因而大多用于电源电压较低的场合。半桥变换器开关

管承受的反向电压为电源电压，故可在电源电压较高的场合应用。半桥变压器是由半桥逆变器、高频变压器和输出整流滤波电路组成因而也属于直流-交流-直流变换器。

lkh747566933

讲得不错，好好学习一下。我看下面大家盖楼还有好多回复。

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