flyback電路原理

Flyback轉(zhuǎn)換器應(yīng)用相當(dāng)廣泛，其原因有：

從電路的角度看，F(xiàn)lyback電路有最少元件的特性；

從設(shè)計(jì)的角度看，F(xiàn)lyback電路有簡(jiǎn)單高可靠度的特點(diǎn)；

從經(jīng)濟(jì)的角度看，F(xiàn)lyback電路成本最低，醉適合一般小功率的電源使用。

在實(shí)際的應(yīng)用中，用在接市電的低瓦數(shù)電源，多半用Flyback電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如：30-40W的筆記本電腦， 70-80W的個(gè)人電腦，40-50W的傳真機(jī)與影像掃描機(jī)， 20W以下的Adapter（適配器）。

未來(lái)的電子產(chǎn)品講究輕薄短小又省電，所以Flyback電路會(huì)更風(fēng)行。

一、Buck－Boost轉(zhuǎn)換器工作原理

所有的導(dǎo)出型轉(zhuǎn)換器都保留其基本轉(zhuǎn)換器的特性；要了解Flyback轉(zhuǎn)換器，要從其基本轉(zhuǎn)換器Buck－Boost電路開(kāi)始。

（一）Buck－Boost電路組成

Buck－Boost電路由一個(gè)開(kāi)關(guān)晶體管，一個(gè)功率二極管，一個(gè)儲(chǔ)能電感和一個(gè)輸出電容組成，見(jiàn)圖1。

（二）電路特性

（1）輸出電壓為負(fù)電壓

（2）輸出電壓的大小可高于或低于輸入電壓

（3）輸入端與輸出端的電流波形都是脈波形式。

（三）工作原理

為方便理解電路工作原理，先介紹一下楞次定律。

楞次定律：電感總是“阻礙外電路通過(guò)電感的磁通（電流）的變化，即：

外電路通過(guò)電感的磁通1（電流1i）增大，電感將產(chǎn)生與1（電流1i）反向的磁通2（電流2i），阻礙外電路磁通1（電流1i）的增大；

外電路通過(guò)電感的1（電流1i）減小，電感將產(chǎn)生與1（電流1i）同向的磁通2（電流2i），阻礙外電路1（電流1i）減小的減小。

以下就Buck－Boost穩(wěn)態(tài)電路的工作作一個(gè)簡(jiǎn)要說(shuō)明。

假設(shè)一個(gè)周期的開(kāi)始時(shí)間為：開(kāi)關(guān)晶體管Q1導(dǎo)通時(shí)（Turned On或Closed）。此時(shí)輸入電壓完全跨在電感之上，電感的電流將成線性增加。由棱次定律，“外電路通過(guò)電感的電流1i增大，電感將產(chǎn)生與1i反向的電流2i，阻礙外電路電流1i的增大”。外電路電流1i（主要是主電路電流）從同名端流出，原邊的同名端為負(fù)，異名端為正，所以電感電壓1V為“+”，電感所存儲(chǔ)的能量因此逐漸增加；變壓器副邊的同名端為負(fù)，異名端為正，所以功率二極管反偏，負(fù)載所需的能量完全由輸出電容提供，此時(shí)電容的電壓會(huì)有些降低（要看電容的大?。?。

當(dāng)開(kāi)關(guān)晶體的控制信號(hào)（電壓或電流），使開(kāi)關(guān)晶體Q1不導(dǎo)通時(shí)（Turned Off或Opened），此時(shí)外電路通過(guò)電感的電流1i急劇減小（幾乎為零），由楞次定律，“電感將產(chǎn)生與磁通1?（電流1i）同向的磁通2?（電流2i），阻礙外電路1?（電流1i）的減小”；外電路電流1i（主要是電感電流），從同名端流出，原邊的同名端為正，異名端為負(fù)，所以電感電壓1V為“-”，變壓器副邊的同名端為正，異名端為負(fù)，所以功率二極管正偏，變壓器副邊電壓大小恰等于輸出電壓。通過(guò)二極體的電感電流將線性減少，除了提供給負(fù)載外，還給輸出電容充電（輸出電容的電壓會(huì)增高些），這個(gè)情形將持續(xù)到下一個(gè)周期開(kāi)始為止。

開(kāi)關(guān)晶體導(dǎo)通的時(shí)間占整個(gè)周期的比率，稱為工作周期（Duty Cycle，簡(jiǎn)稱為D），D越大，表示電感充能的時(shí)間越長(zhǎng)，依照“伏－秒平衡”原理（后面介紹），輸出電壓一定越高。

二、Flyback轉(zhuǎn)換器工作原理

Flyback不同于Buck-Boost的地方，僅在于將電感器衍生成一個(gè)“耦合電感”，也就是俗稱的“變壓器”，但不同于一般變壓器，耦合電感“實(shí)實(shí)在在”的存儲(chǔ)能量，不只是變壓器的磁化能量。

就是因?yàn)閷㈦姼凶兂神詈想姼?，所以可以將?次級(jí)隔離，而且利用匝數(shù)比的控制，使轉(zhuǎn)換器的工作點(diǎn)設(shè)計(jì)更有彈性。另外，多組輸出的應(yīng)用更簡(jiǎn)單容易。