精通反激电源变压器设计1-反激电源的类型与特点1B

对于可变频率控制

实际上我们经常说的这个

Quasi-Resonant 就是 CRM 这种工作模式

我们是非常好分辨它这三种模式的特征的

我们看 左边 连续的模式

这个是 Vds 上面是驱动波形

Vds 一定能看到是什么呢

就是它这个有一些尖峰毛刺

场效应管关闭的时候

那么它会保持稳定的时候

就是保持了一个直线

然后在突然之间直接到底了就开通的时候

而同步地我们观察它的电流波形

就是 Ids 的时候

Ids 的时候你会发现

电流开通的一瞬间不为零

它是从某个高度上来到了这地方

有个小拐角

小拐角是由于电容充放电等等

一些其它的一些原因造成

那么我们理想就是一个梯形波

那么你看到一个一个梯形波的

那就是连续了

也就是刚开始导通的时候

电流就不为零

那么这种情况一定是连续的

那么反过来底下

就是我们整流二极管

就是输出的整流二极管的电流波形

从大电流一直掉下去

掉到了最后不为零

它不为零

实际上就是我们不管是原边还是副边

把这两个波形整个过程中

从原边到副边都没有零的时候

所以这个情况我们是叫电流连续的

也就是说开通的时候

在原边的电感的电流波形

它是不为零的

那关闭的时候

从原边能量积累起来之后

通过副边往输出放电

副边的时候从大电流到小电流

也没掉到零

这个时候我们叫连续模式

这是它非常明显的一个特征

不连续呢实际上呢

看这个波形

也非常明显得能知道

我们从底下的二极管来看

二极管放电放到最后

肯定是到了地了

有一段时间为零

它不会一直处于零的状态

那么它处于零的状态意味着什么

意味着我们这个变压器的能量

实际上是被全部放出去了

已经没有能量了

没有能量自然原边电流是没有的

所以在下一个脉冲导通的时候

场效应管被导通的时候

实际上是从零开始往上爬

所以我们看到了一个三角波的电流波形

那么这种情况下呢

它是叫不连续的

右边是临界的

临界就是处于连续不连续的这个中间点

也就是刚好 从连续转到不连续

所以说刚好是从输出的副边的

电流到零的那一时间

一瞬间开始原边就被导通了

所以电流就开始往上爬

所以这一个点上

我们叫临界模式

临界模式是一个点

我们为什么叫它一个

会工作在总是在这个点上

其实它是这样的

就是说我们如果把工作频率固定下来了

他只是一个点

就是要么就连续要不连续越过去了

在负载变化或者电压变化情况下

这种 CRM 的工作模式呢是指

就是我们通过 IC 来检测它过零

只要它一过零马上就开通这只场效应管

一直让它处于这种状态

那么也就是说它会自动的

保持住我们从副边的电流放电到零

那么马上就开通这个过程

这种状态一直持续下去

不管电压怎么变

输入输出电压怎么变

不管负载怎么变

那么始终处于这个状态

自然它就没办法把频率固定下来了

频率固定 它要么就进了这个连续的

要么进行不连续

所以说我们通过 IC 来控制

让它始终经过这个状态

所以自然而然它的频率就不能被固定下来

那么长时间工作在这种模式下呢

我们叫临界模式

我们懂得了这三种不同的工作的波形

实际上也就给我们指明了计算的一种思路

这三个波形的特征

我们要牢记住

那么我们讲不连续

其实我们从电压波形能看到

电压波形是这样的

就是关闭了之后

也是有尖峰毛刺

然后维持一段时间之后

这个电压那么它就会掉下来

掉下来之后

它会经过上下上下这几个震荡

或者一个震荡

那么一旦你发现有震荡的过程

实际上这个过程恰恰是我们

无论是原边和副边

也都没有电流流的过程

也就意味着我们原边

和副边都没有电流的时候

存在在我们这个变压器漏感里面的能量

是进行了一个自由震荡

所以说会产生这么一个震荡的波形

当然一讲到震荡

那么自然 它里头是有内阻的

所以它会有个衰减震荡过程

所以当你看到有这么好几个波的时候

或者一个以上的这样波的时候

他一定是 有一个死的 就是死区

这个死区就是

无论是原边或副边的电流都是没有的

它就会形成震荡 所以这叫不连续

临界是恰恰第一个波掉到底的时候

这个时候电流刚好为零

所以 IC 检测到过零了

马上开通下一个脉冲

所以说它就不会看到往上跳了起来

当然了 我们的 IC 控制的时候

其实在它的频率在变化

整个频率变化的过程中如果负载不断的变小

那么实际上他这个频率会不断的变高

高到什么地步呢

那我们这个 IC 为了减少这个空载损耗

都是有一个设定限制的频率

比如限制到 130k 的频率

比如限制到 130k 的频率

那么也就是说它频率达到一定程度

那么这个时候它就开始

没办法维持这个状态了

所以它就会自动地跳到下一个

震荡的一个点上 比如说这个点上

那么在这个点开通

那么实际上他就是说我们 CRM 加 DCM

这个时候就相当于工作在 DCM 情况下

这个图就非常好得展示出

它这几个变化

那么从这个右边重载的情况下

像这一个波形和这个波形

实际上是刚好到了谷底

就是在这个谷底 这个时候开通

所以说它是临界模式

开通之后电流往上涨

然后到这地方关闭

关闭之后电流副边往下掉

掉到这个地方为零的时候又被开通

所以这个情况是一个典型的临界模式

CRM 来工作

那么当工作在负载不断减轻的时候

那么他就会开始慢慢的扩展开

也就是在这个地方如果开通的时候

他会功率太大

功率要想减小怎么办

就是把这个占空比变得更小了

那么这个时候它会自动的划到下一个

检测到这个点的时候再开通

所以这就是实现了一个跳频工作

那负载变得更轻时候跳得这个频率更多

那么我看右边这个波形图

上面电流很明显从零开始

三角波慢慢爬上去这是原边电流波形

这个地方它已经跳了几次

从这个地方跳到这 跳频跳了两次

跳到这个地方来的

那么这个右边实际上是正好跳了一次

正常的话临界模式从这个地方开始的

结果跳到这个地方

所以对应上面的电流波形的时候

从零开始往上爬

那么这一段区域就是不连续的

就是放电的时候放到这 电流为零了

那么原边从这开始

中间这一截是没有电流的

所以它进入不连续了

这个图是负载从轻加重的时候会这么变过来

那么底下这个图 负载进一步减轻

所以说它这个地方是跳了第三次

一次两次三次跳到这里

那么到这个地方会跳到更多次

所以说负载越来越轻了

那么中间这一个跳来跳去的震荡的过程中

实际上我们无论原边和副边电流都为零

所以这一定是工作在不连续的情况下

所以我们将这种准谐振的工作模式

最大负载的时候

最多就是工作在这个过零的零电流的开关

这个时候是临界模式

一旦满足不了这个条件

为了减轻开关损耗

它会自动去找下面一个波谷

在下面一个波谷去跳频工作

那么这种工作方式是非常典型的可变频率的

CRM 的反激电源的整个控制的模型

我们掌握了这几个特征之后

为我们后面的变压器计算

提供了一个非常好的切入点

那么下面的各种各样的模型

都会从这个地方开始展开

谢谢大家听第一个 topic

对于可变频率控制

实际上我们经常说的这个

Quasi-Resonant 就是 CRM 这种工作模式

我们是非常好分辨它这三种模式的特征的

我们看 左边 连续的模式

这个是 Vds 上面是驱动波形

Vds 一定能看到是什么呢

就是它这个有一些尖峰毛刺

场效应管关闭的时候

那么它会保持稳定的时候

就是保持了一个直线

然后在突然之间直接到底了就开通的时候

而同步地我们观察它的电流波形

就是 Ids 的时候

Ids 的时候你会发现

电流开通的一瞬间不为零

它是从某个高度上来到了这地方

有个小拐角

小拐角是由于电容充放电等等

一些其它的一些原因造成

那么我们理想就是一个梯形波

那么你看到一个一个梯形波的

那就是连续了

也就是刚开始导通的时候

电流就不为零

那么这种情况一定是连续的

那么反过来底下

就是我们整流二极管

就是输出的整流二极管的电流波形

从大电流一直掉下去

掉到了最后不为零

它不为零

实际上就是我们不管是原边还是副边

把这两个波形整个过程中

从原边到副边都没有零的时候

所以这个情况我们是叫电流连续的

也就是说开通的时候

在原边的电感的电流波形

它是不为零的

那关闭的时候

从原边能量积累起来之后

通过副边往输出放电

副边的时候从大电流到小电流

也没掉到零

这个时候我们叫连续模式

这是它非常明显的一个特征

不连续呢实际上呢

看这个波形

也非常明显得能知道

我们从底下的二极管来看

二极管放电放到最后

肯定是到了地了

有一段时间为零

它不会一直处于零的状态

那么它处于零的状态意味着什么

意味着我们这个变压器的能量

实际上是被全部放出去了

已经没有能量了

没有能量自然原边电流是没有的

所以在下一个脉冲导通的时候

场效应管被导通的时候

实际上是从零开始往上爬

所以我们看到了一个三角波的电流波形

那么这种情况下呢

它是叫不连续的

右边是临界的

临界就是处于连续不连续的这个中间点

也就是刚好 从连续转到不连续

所以说刚好是从输出的副边的

电流到零的那一时间

一瞬间开始原边就被导通了

所以电流就开始往上爬

所以这一个点上

我们叫临界模式

临界模式是一个点

我们为什么叫它一个

会工作在总是在这个点上

其实它是这样的

就是说我们如果把工作频率固定下来了

他只是一个点

就是要么就连续要不连续越过去了

在负载变化或者电压变化情况下

这种 CRM 的工作模式呢是指

就是我们通过 IC 来检测它过零

只要它一过零马上就开通这只场效应管

一直让它处于这种状态

那么也就是说它会自动的

保持住我们从副边的电流放电到零

那么马上就开通这个过程

这种状态一直持续下去

不管电压怎么变

输入输出电压怎么变

不管负载怎么变

那么始终处于这个状态

自然它就没办法把频率固定下来了

频率固定 它要么就进了这个连续的

要么进行不连续

所以说我们通过 IC 来控制

让它始终经过这个状态

所以自然而然它的频率就不能被固定下来

那么长时间工作在这种模式下呢

我们叫临界模式

我们懂得了这三种不同的工作的波形

实际上也就给我们指明了计算的一种思路

这三个波形的特征

我们要牢记住

那么我们讲不连续

其实我们从电压波形能看到

电压波形是这样的

就是关闭了之后

也是有尖峰毛刺

然后维持一段时间之后

这个电压那么它就会掉下来

掉下来之后

它会经过上下上下这几个震荡

或者一个震荡

那么一旦你发现有震荡的过程

实际上这个过程恰恰是我们

无论是原边和副边

也都没有电流流的过程

也就意味着我们原边

和副边都没有电流的时候

存在在我们这个变压器漏感里面的能量

是进行了一个自由震荡

所以说会产生这么一个震荡的波形

当然一讲到震荡

那么自然 它里头是有内阻的

所以它会有个衰减震荡过程

所以当你看到有这么好几个波的时候

或者一个以上的这样波的时候

他一定是 有一个死的 就是死区

这个死区就是

无论是原边或副边的电流都是没有的

它就会形成震荡 所以这叫不连续

临界是恰恰第一个波掉到底的时候

这个时候电流刚好为零

所以 IC 检测到过零了

马上开通下一个脉冲

所以说它就不会看到往上跳了起来

当然了 我们的 IC 控制的时候

其实在它的频率在变化

整个频率变化的过程中如果负载不断的变小

那么实际上他这个频率会不断的变高

高到什么地步呢

那我们这个 IC 为了减少这个空载损耗

都是有一个设定限制的频率

比如限制到 130k 的频率

比如限制到 130k 的频率

那么也就是说它频率达到一定程度

那么这个时候它就开始

没办法维持这个状态了

所以它就会自动地跳到下一个

震荡的一个点上 比如说这个点上

那么在这个点开通

那么实际上他就是说我们 CRM 加 DCM

这个时候就相当于工作在 DCM 情况下

这个图就非常好得展示出

它这几个变化

那么从这个右边重载的情况下

像这一个波形和这个波形

实际上是刚好到了谷底

就是在这个谷底 这个时候开通

所以说它是临界模式

开通之后电流往上涨

然后到这地方关闭

关闭之后电流副边往下掉

掉到这个地方为零的时候又被开通

所以这个情况是一个典型的临界模式

CRM 来工作

那么当工作在负载不断减轻的时候

那么他就会开始慢慢的扩展开

也就是在这个地方如果开通的时候

他会功率太大

功率要想减小怎么办

就是把这个占空比变得更小了

那么这个时候它会自动的划到下一个

检测到这个点的时候再开通

所以这就是实现了一个跳频工作

那负载变得更轻时候跳得这个频率更多

那么我看右边这个波形图

上面电流很明显从零开始

三角波慢慢爬上去这是原边电流波形

这个地方它已经跳了几次

从这个地方跳到这 跳频跳了两次

跳到这个地方来的

那么这个右边实际上是正好跳了一次

正常的话临界模式从这个地方开始的

结果跳到这个地方

所以对应上面的电流波形的时候

从零开始往上爬

那么这一段区域就是不连续的

就是放电的时候放到这 电流为零了

那么原边从这开始

中间这一截是没有电流的

所以它进入不连续了

这个图是负载从轻加重的时候会这么变过来

那么底下这个图 负载进一步减轻

所以说它这个地方是跳了第三次

一次两次三次跳到这里

那么到这个地方会跳到更多次

所以说负载越来越轻了

那么中间这一个跳来跳去的震荡的过程中

实际上我们无论原边和副边电流都为零

所以这一定是工作在不连续的情况下

所以我们将这种准谐振的工作模式

最大负载的时候

最多就是工作在这个过零的零电流的开关

这个时候是临界模式

一旦满足不了这个条件

为了减轻开关损耗

它会自动去找下面一个波谷

在下面一个波谷去跳频工作

那么这种工作方式是非常典型的可变频率的

CRM 的反激电源的整个控制的模型

我们掌握了这几个特征之后

为我们后面的变压器计算

提供了一个非常好的切入点

那么下面的各种各样的模型

都会从这个地方开始展开

谢谢大家听第一个 topic