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反激式转换器

反激式转换器(Flyback Converter),广泛应用于交流直流(AC/DC)和直流直流(DC/DC)转换,并在输入级和输出级之间提供绝缘隔离,是开关电源的一种。应用范围包括低功率的开关电源,显像管的高压电源,以及绝缘栅驱动器,具有结构简单,应用广泛的优点。

反激式转换器基本信息

反激式转换器应用举例

反激式转换器USB充电器

主流的手机的USB充电器使用的均为反激式转换器。图1中给出了iPhone充电器的拆解示意图 以及典型的手机充电器反激式转换器的电路图。图1中的电路使用了初级绕组端控制技术。

图1 反激式转换器在手机充电器中的应用

反激式转换器CCD电源

例如数码照相机中的CCD芯片,需要从锂电池等电池电压(1.5 V-4 V)转换至15 V。反激式转换器是这种情况下的常用转换器 。

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反激式转换器造价信息

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信号转换器

  • 信号转接装置
  • 佛山银河照明
  • 13%
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信号转换器

  • 内部转接
  • 大峡谷
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  • 2022-12-06
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信号转换器

  • 内部信号转换
  • 光联照明
  • 13%
  • 上海光联照明有限公司
  • 2022-12-06
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网线信号转换器

  • 信号转换
  • 佛山银河照明
  • 13%
  • 佛山市银河兰晶科技股份有限公司
  • 2022-12-06
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网线信号转换器

  • 网线信号转换
  • 大峡谷
  • 13%
  • 大峡谷照明系统(苏州)股份有限公司
  • 2022-12-06
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自动/手动转换器

  • MA102
  • 东莞市2003年2月信息价
  • 建筑工程
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自动/手动转换器

  • MA102
  • 东莞市2003年2月信息价
  • 建筑工程
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自动/手动转换器

  • MA102
  • 东莞市2003年1月信息价
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自动/手动转换器

  • MA102
  • 东莞市2003年1月信息价
  • 建筑工程
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灭火系统自动/手动转换器

  • MA102
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串口转换器

  • 串口转换器
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转换器

  • 转换器
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  • 4
  • 奥瑞那
  • 中档
  • 含税费 | 含运费
  • 2015-08-12
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转换器

  • 转换器
  • 2个
  • 1
  • 不含税费 | 不含运费
  • 2014-06-27
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转换器

  • 转换器
  • 1只
  • 1
  • 中档
  • 不含税费 | 含运费
  • 2018-06-19
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转换器

  • 网络-HDMI转换器
  • 226m²
  • 1
  • 百通、德特威勒、康普、西蒙、IBM、ACS
  • 中档
  • 含税费 | 含运费
  • 2022-04-06
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反激式转换器结构及原理

反激式转换器组成部分

反激式转换器的结构参考其结构图。其核心部件包括开关,变压器,二极管和电容。开关由脉冲宽度调制(PWM)控制,通过闭合与导通在变压器两端产生高频方波信号。变压器将产生的方波信号以磁场感应的方式传递到次级线圈。通过二极管和电容的滤波整流作用,在输出端得到稳定的直流输出 。

反激式转换器工作原理

反激式转换器的工作分为两个阶段,开关闭合和开关断开阶段。

在开关闭合阶段,变压器的初级线圈(Primary Coil)直接连接在输入电压上。初级线圈中的电流和变压器磁芯中的磁场增加,在磁芯中储存能量。在次级线圈(Secondary Coil)中产生的电压是反向的,使得二极管处于反偏状态而不能导通。此时,由电容向负载提供电压和电流。

在开关断开阶段,初级线圈中的电流为0。同时磁芯中的磁场开始下降,在次级线圈上感应出正向电压。此时二极管处于正偏状态,导通的电流流入电容和负载。磁芯中存储的能量转移至电容和负载中。

反激式转换器控制

由于反激式转换器具有绝缘隔离的功能,所以在控制电路上也同样需要有绝缘隔离功能。最常用的两种控制模式是电压反馈控制和电流反馈控制。这两种控制模式都需要将信号从次级线圈一侧传递到初级线圈一侧,通常采用光电耦合器或者在变压器磁芯上增加一个单独绕线的方法实现隔离信号传递。

其他控制方法包括初级线圈端控制技术 ,使用磁性上的附属线圈直接监测变压器电流的波形。使用初级绕组端控制,电流和电压的整流精度都可以得到提高 。

反激式转换器重要公式

在反激式转换器中重要参数的计算公式如下 :

参数说明:

Vin

D

f

Lp

Np

Ns

Pout

Vfb

输入电压

占空比

开关频率

初级线圈电感

初级线圈圈数

次级线圈圈数

输出功率

反激电压

反激式转换器缺点

反激式转换器的缺点包括以下使得设计复杂化的因素 :

1.由于在传输函数中存在零点,使用电压反馈电路只能使用较低的带宽。

2.使用电流反馈模式时在占空比大于50%时,需要斜率补偿 来满足系统稳定性的要求。

3.在初级线圈和次级线圈中有较大的脉冲电流。

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反激式转换器常见问题

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反激式转换器文献

隔离型内务处理反激式转换器简化电源设计 隔离型内务处理反激式转换器简化电源设计

隔离型内务处理反激式转换器简化电源设计

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大小:3.3MB

页数: 3页

设计师常常需要低功率隔离式内务处理电源,有一个简单的解决方案而不必购买电源砖或模块是很好的事。然而,你又不想花费很多时间弄懂它,而且需要这种解决方案易于用方便买到的现成有售变压器进行设计。是制作还是购买,取决于很多因素,但是简单性、性能和灵活性对于做出哪种选择影响很大。很多DC/DC转换器应用都需要隔离输出,而不仅是有48V隔离要求的电信和数据通信。对于需要隔离地与有噪声输入电压的噪声

协议转换器 协议转换器

协议转换器

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大小:3.3MB

页数: 2页

网关 (Gateway) 又称网间连接器、 协议转换器。 网关在传输层上以实现网络互连, 是最复杂的网络互连设备, 仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关的结构也和路由器类似,不同的是互连层。网关既可以用于广 域网互连, 也可以用于局域网互连。 网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。 在使用不同的通信协 议、数据格式或语言 ,甚至体系结构完全不同的两种系统之间,网关是一个翻译器。与网桥只是简单地传达 信息不同,网关对收到的信息要重新打包,以适应目的系统的需求。同时,网关也可以提供过滤和安全功 能。大多数网关运行在 OSI 7 层协议的顶层 --应用层。 大家都知道,从一个房间走到另一个房间,必然要经过一扇门。同样,从一个网络向另一个网络发送信息, 也必须经过一道 “关口”,这道关口就是网关。顾名思义,网关 (Gateway) 就是一个网络连接到另一个网络的 “关口”。 按照不同的分类标

反激式变压器基本原理

当开关晶体管Tr ton时,变压器初级Np有电流 Ip,并将能量储存于其中(E = Lp*Ip^2 / 2).由于Np与Ns极性相反,此时二极管D反向偏压而截止,无能量传送到负载.当开关Tr off 时,由楞次定律: (e = -N△Φ/△T)可知,变压器原边绕组将产生一反向电势,此时二极管D正向导通,负载有电流IL流通.反激式转换器之稳态波形

导通时间 ton的大小将决定Ip、Vce的幅值:

Vce max = VIN / (1-Dmax)

VIN: 输入直流电压 ; Dmax : 最大工作周期

Dmax = ton / T

由此可知,想要得到低的集电极电压,必须保持低的Dmax,也就是Dmax<0.5,在实际应用中通常取Dmax = 0.4,以限制Vcemax ≦ 2.2VIN.

开关管Tr on时的集电极工作电流Ie,也就是原边峰值电流Ip为: Ic = Ip = IL / n. 因IL = Io,故当Io一定时,匝比 n的大小即决定了Ic的大小,上式是按功率守恒原则,原副边安匝数 相等 Np*Ip = Ns*Is而导出. Ip亦可用下列方法表示:

Ic = Ip = 2Po / (η*VIN*Dmax) η: 转换器的效率

公式导出如下:

输出功率 : Po = LIp^2η / (2T)

输入电压 : VIN = L*di / dt设 di = Ip,且 1 / dt = f / Dmax,则:

VIN = L*Ip*f / Dmax 或 Lp = VIN*Dmax / (Ip*f)

则Po又可表示为 :

Po = η*VIN*f* Dmax*Ip^2 /(2f*Ip) = 1/2*η*VIN*Dmax*Ip

∴Ip = 2Po / (η*VIN*Dmax)

上列公式中 :

VIN : 最小直流输入电压 (V)

Dmax : 最大导通占空比

Lp : 变压器初级电感 (mH)

Ip : 变压器原边峰值电流 (A)

f : 转换频率 (KHZ)

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磁心直流电气隙

在绕组中的直流分量可以在B-H磁滞回线环的水平H轴上产生一个直流磁力Hdc(Hdc与直流安匝成比例)。对于一个确定的次级电流负载,Hdc的值是确定的。

在未饱和的条件下,带气隙磁心可以加上更大的H值(直流电流)。由图可知,H的更大值Hdc已足以使无气隙磁心达到饱和(甚至没有加任何△B作用)。因此,在有大直流电流时,气隙对防止磁心饱和是有效的。当反激式转换器以连续方式工作时,有相当大的直流电流分量,这时,磁心必须要有气隙。

图说明,磁心没有气隙时,一个直流Hdcl会产生磁感应强度Bdc在有气隙时,可以加上大得多的直流Hdd2去产生同样的Bdc。在电感电流连续的工作方式中,变压器绕组电流不会为零,不加气隙是绝对不行的。

总之,外加的伏秒值、匝数和磁心截面积决定了B轴上的△Bac值;直流的平均电流值、匝数和磁路长度决定了H轴上Hdc值的位置。△Bac对应于△Hac的范围,气隙大,△Hac.就大。必须有足够的绕组匝数和磁心截面积来平衡外加的伏秒值。必须有足够的磁心气隙来防止饱和状态的产生并平衡直流电成分。

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LED照明驱动设计工作方式

图1所示反激式转换器使用了TinySwitch-III系列的一个器件(U2,TNY279PN)给6个高亮度流明LED(LXHL系列)提供高达1.8 A的负载电流。

输出电压比LED串的正向电压降稍低。因此当LED灯串连接到电源时,电源工作在恒流(CC)模式。如果LED串没接到电源,稳压管VR1提供电压反馈,将输出电压调整在13.5 VDC左右。一个100 mW的电阻(R11)检测输出电流,通过一个运放(U1)驱动光耦给U2提供反馈。TinySwitch-III系列器件通过关断或跳过MOSFET开关周期进行稳压。当负载电流达到电流设置阈值时,U1驱动U3导通。U3内的光三极管从U2的EN/UV脚拉出电流,使U2跳过周期。一旦输出电流降到电流设置阈值以下,U1停止驱动U3,U3停止从U2的EN/UV脚拉出电流,开关周期重新使能。TL431(U4)给U1提供一个参考电压,以和R11两端的电压降做比较。

输出整流管(D9)位于变压器(T1)次级绕组的下管脚以降低EMI噪音的产生。RCD箝位(R16、C4和D13)保护MOSFET漏极免受反激电压尖峰的损害。

填谷电路(D5、D6、D7、C15、C16和R15)限制工频电流的3次和5次谐波值,使电源满足IEC61000-3-2规定的总谐波失真(THD)要求。

U2的频率抖动功能、T1内的屏蔽绕组和横跨T1的Y电容(C8)一起减小传导EMI的产生,因此一个简单的pi型滤波(C13、L1、L2和C14)就能使电源满足EN55022B的限制。

四、设计要点

1、取PI Expert或PI Xls计算的输入电容值,除以2,取整到紧邻的较大标准值来选择C15和C16。

2、使用PI Expert或PI Xls,考虑LED在最大VF情况下电源的最大输出功率。

3、LM358(U1)内有两个运放。确保第二个运放的输入端(5和6脚)连接到次级地。

图 2. 在不同负载时效率和输入电压的关系,在室温和50 Hz工频下

图 3. 输入电压(100 V/div)和电流(100 mA/div),显示了填谷电路的作用2100433B

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