427开关电源设计（第三版）.pdf

第2章推挽和正激变换器拓扑 2.1引言 第1章所讨论的三种开关调整器有一个共同的特点，即输出回路与输入回路共地， 这样 就无法实现多路输出 （1. 3. 8节所讨论到的特殊情况除外）。 本章将讨论几种最为常用的隔离型开关调整器拓扑，包括推挽变换器、单端正激变换 器、双管正激变换器以及交错并联正激变换器。它们有很多相同之处，因此可以归为一类。 这几种拓扑结构都是通过高频变压器将能量传递到负载端，由于输出端和输入端直流隔 离，因此可以实现多路输出。 2.2推挽拓扑 2.2. 1基本原理 （主/辅输出结构） 推挽拓扑如图2. 1所示，其主变压器T1包含多个次级绕组。每个次级绕组都产生一对 相位互差180°的方波脉冲，脉冲幅值由输人电压以及初次级绕组匝数比决定。 所有次级绕组的脉冲宽度都相同，均由主输出回路的负反馈控制电路决定。其控制电 路与图1. 4所示的Buck调整器和图1. 10所示的Boost调整器的控制电路相似，不过在推 挽电路中，开关管Q 1和由两个相等的脉宽可调、相位互差180°的脉冲驱动。另外两个 次级绕组Nsl和Ns2为辅输出。 开关管导通期间，基极驱动电压必须足够大，以使在整个额定电流范围内，都能够把每 个初级半绕组的开关端电压拉低到开关管饱和导通压降FMspt)，通常约为IV。因此，当任 意一个开关管导通时，对应半个初级绕组上的方波电压幅值为 （4 - 1)。 变压器次级侧是一个导通时间为7；n、幅值为[(匕-1)('//Vp) -Fd]的平顶方波。此处Fd 为整流二极管的正向压降，对于传统的快速恢复二极管一般取值为1V，对于肖特基(Schottky)二 极管取0.5V。因为每个周期都有两个脉冲，因此整流二极管阴极输出脉冲的占空比为 2Ton/T0 因此，图2. 1中LC 滤波器的输入波形和图1. 4所示的Buck调整器LC 滤波器上的输人 波形相似， 波形为平顶波且脉宽可调。图2. 1中LC 滤波器和图L 4所示的LC 滤波器的功能 相同，都提供一个大小为方波平均值的直流输出。电路中电容和电感的功能与Buck调整器的 功能完全相同，其值的计算方法请详见下面的分析。 图2. 2(假设D 1和D2是肖特基二极管， 其正向压降为0. 5V)中，输出为^的直流或平均 电压为 ^=[(4-”(佘)-〇.5]争 （2.1) 28 开关电源设计 vs2 V6c(NJNpX2TJT) ysl ydNJ %X 2TJT) r ^NJNv \2TJT) > Ca) j 漏感尖峰 (b) /c(Q ) (c) Leakage spike 2K dc Q2 on