我一说你就懂的电源知识——从Buck-Boost到Flyback

电子芯期天 2023-03-03 07:30 1592浏览 0评论 0点赞

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电源的拓扑有很多种，但是其实我们能够理解一种拓扑，就可以理解其他拓扑结构。因为组成各种拓扑的基本元素是一样的。

对于隔离电源。大家接触最多的电路拓扑应该是 flyback。

但是大家一开始做电源的时候，不会设计,连分析也不懂,唯一能做的是模仿(额,难听点就是抄袭了)。这样子的状态持续了一段时间后,才开始慢慢的有一些了解。但对于新手来说，如果能从基本拓扑结构BUCK、BOOST进行演变成更复杂的拓扑结构，那么我们融会贯通的理解各种拓扑结构，就变得非常容易。

其实理解隔离电源，相对非隔离DCDC来说，需要多理解一个基本元素——变压器。然后很多基本原理也可以通过基本拓扑进行演变。

本文就是做了一个演变的过程分析。

为了分析 flyback 电路,我们从 flyback 的源头开始说吧。Flyback 是从最基本的三种电路中的buck-boost 演变而来的。所以对 buck-boost 的分析,一定有助于对 flyback 的分析,而且buck-boost 看起来似乎要比 flyback 简单,至少它没有变压器。

下面将要开始来对 buck-boost 进行演变,最终会演变成 flyback。

Buck-Boost电路——降压或升压斩波器，其输出均匀电压U0大于或小于输进电压Ui，极性相反。

图一是 buck-boost 的原型电路。把电感 L 绕一个并联线圈出来,如图二:

把 L 的 2 个并联线圈断开连接,并且改变圈数比,改为:1:n,如图三:

把图三中的二极管沿着所在回路移动,变成阴极朝外的样子,并且,改变输出电压V和接地的位置。（二极管的作用是单向导通，电路没有其他分支电流，在一个环路中的两个位置，效果可以等效。）

（Buck Boost是实现反压的，但是我们隔离电源并不是需要反压，所以我们需要调换一下电源的极性。）

如图四:

把图四中的 Q 顺着回路移动到变压器下方,如图五:

（开关的位置其实在哪都可以，只是我们不希望MOS的打开条件Vgs的伏值不要太高。）

转变一下变压器的绕线方向，则形成了Flyback

以上说明,我们研究 buck-boost 的行为特性,对研究 flyback 的行为特性有很大的帮助。因为两个电路各工作过程都是极其类似的。只是在buck boost的拓扑中，只有一个电感，进行储能，而在flyback电路中，是一个变压器。原边侧的电磁能量，在原边侧电路突然断开的时候，能够把能量传递到副边侧。

对于Buck-Boost拓扑来说：

第一个工作状态:mosfet Q 开通,二极管 D 关断.如图八所示: