摘要：研究了基于峰值电流模式的双管反激变换器,分析了它的工作原理,说明了它在高压输入场合的优点。

关键词：反激变换器；峰值电流控制；双管反激

引言

反激变换电路由于具有拓扑简单，输入输出电气隔离,升/降压范围广，多路输出负载自动均衡等优点，而广泛用于多路输出机内电源中。在反激变换器中，变压器起着电感和变压器的双重作用，由于变压器磁芯处于直流偏磁状态，为防磁饱和要加入气隙，漏感较大。当功率管关断时，会产生很高的关断电压尖峰，导致开关管的电压应力大，有可能损坏功率管；导通时，电感电流变化率大[1][2]。因此在很多情况下，必须在功率管两端加吸收电路。

双管反激变换电路，在功率管关断时，由于变压器漏感电流流过续流二极管反馈给电源的嵌位作用，而使功率管的电压应力和输入电压相等。可见在高压输入场合双管反激电路有其特有的优点[3]。

图1

1 电路分析

电路图如图1所示。在稳态工作条件下，为了简化分析，假设所有开关器件都是理想的；漏感lr远小于励磁电感lm；l2为变压器副边等效电感；电路工作在ccm模式。

电路共有4个工作模式，工作过程如图2所示。

——模式1[t0－t1]在s1和s2开通后的t0时刻，输入直流电压uin作用于lr和lm上，d1和d2关断，漏感电流ilr线性上升，则有

ilr(t)=ilr(t0)＋[uin/lr+lm](t－t0) （1）

d1和d2承受反压为uin，而d3承受反压为uo＋(n2/n1)uin，il2=0，由滤波电容c向负载供电。

在t1时刻漏感电流ilr为

ilr（t1）=ilr(t0)＋[uin/(lr+lm)](t1－t0) （2）

——模式2[t1－t2]在t1时刻关断s1和s2，由于电感电流不能突变，感应电势反向，d1和d2导通钳位使s1和s2承受正压为uin；同时d3导通，副边电流il2形成。原边电流ilr线性下降，即

在t2时刻原边电流

il2(t2)=(n1/n2[ilr(t1)]-(n1uo/n2lm)(t2-t1)]=0 （5）

——模式3[t2－t3]在t2时刻d1和d2中的电流和漏感电流ilr下降到0，il2达到最大。此后il2线性下降，

il2(t)=il2(t2)－(uo/l2)(t－t2) （6）

在t3时刻

il2(t3)=il2(t2)－(uo/l2)(t3－t2) （7）

在此阶段d1和d2承受反压为，s1和s2承受正压为。

——模式4[t3－t4]在t3时刻开通s1和s2，输入电压uin直接作用于lr和lm上，漏感电流ilr从0开始线性上升，

ilr(t)=(uin+(n1/n2)/lr)(t－t3) （8）

此时d3仍导通，给电容c充电和向负载供电，il2(t)以更大的斜率线性下降，为漏感电流ilr减去励磁电感lm上电流。

il2(t)=n1/n2[ils(t)-(n1/n2)/lmuo(t-t3)] （9）

ilr(t)=[uin+(n1/n2)uo]/lr（t－t3） （10）

在t4时刻d1和d2反压由上升到uin，ilr(t)上升到励磁电流ilm,il2(t)=0，d3反偏，开始新的pwm周期。

由上述分析可知，双管反激变换器具有以下优点：

——续流二极管将漏感能量回馈给电源；

——有效抑制关断电压尖峰，使开关管电压应力为输入电压；

——不需要额外的吸收电路。

图3

2 控制系统结构

采用峰值电流控制模式，如图3所示。由