讲义 Flyback电路原理

（二）Flyback变换器优点

（1）电路简单，能高效提供多路直流输出，因此适合多组输出的要求。

（2）转换效率高，损失小。 （3）匝数比值较小。

（4）输入电压在很大的范围内波动时，仍可有较稳定的输出，目前已可实现交流输入在 85～265V 间，无需切换而达到稳定输出的要求。

（三）Flyback变换器缺点

（1）输出电压中存在较大的纹波，负载调整精度不高，因此输出功率受到限制,通常应用于150W 以下。

（2）转换变压器在电流连续(C.C.M.)模式下工作时，有较大的直流分量，易导致磁芯饱和，所以必须在磁路中加入气隙，从而造成变压器体积变大。

（3）变压器有直流电流成份，且同时会工作于C.C.M./D.C.M.两种模式，故变压器在设计时较困难，反复调整次数较顺向式多，迭代过程较复杂。

二、Buck－Boost转换器工作原理

所有的导出型转换器都保留其基本转换器的特性；要了解Flyback转换器，要从其基本转换器Buck－Boost电路开始。 （一）Buck－Boost电路组成

Buck－Boost电路由一个开关晶体管，一个功率二极管，一个储能电感和一个输出电容组成，见图1。

图1 Buck－Boost电路结构

（二）电路特性

（1）输出电压为负电压

（2）输出电压的大小可高于或低于输入电压 （3）输入端与输出端的电流波形都是脉波形式。 （三）工作原理

为方便理解电路工作原理，先介绍一下楞次定律。

楞次定律：电感总是“阻碍外电路通过电感的磁通（电流）的变化”，即：

外电路通过电感的磁通?1（电流i1）增大，电感将产生与?1（电流i1）反向的磁通?2（电流i2），阻碍外电路磁通?1（电流i1）的增大；

外电路通过电感的?1（电流i1）减小，电感将产生与?1（电流i1）同向的磁通?2（电流i2），阻碍外电路?1（电流i1）减小的减小。

以下就Buck－Boost稳态电路的工作作一个简要说明。

假设一个周期的开始时间为：开关晶体管Q1导通时（Turned On或Closed）。此时输入电压完全跨在电感之上，电感的电流将成线性增加。由棱次定律，“外电路通过电感的电流i1增大，电感将产生与i1反向的电流i2，阻碍外电路电流i1的增大”。外电路电流i1（主要是主电路电流）从同名端流出，原边的同名端为负，异名端为正，所以电感电压V1为“+”，电感所存储的能量因此逐渐增加；变压器副边的同名端为负，异名端为正，所以功率二极管反偏，负载所需的能量完全由输出电容提供，此时电容的电压会有些降低（要看电容的大小）。

当开关晶体的控制信号（电压或电流），使开关晶体Q1不导通时（Turned Off或Opened），此时外电路通过电感的电流i1急剧减小（几乎为零），由楞次定律，“电感将产生与磁通?1（电流i1）同向的磁通?2（电流i2），阻碍外电路?1（电流i1）的减小”；外电路电流i1（主要是电感电流），从同名端流出，原边的同名端为正，异名端为负，所以电感电压V1为“-”，变压器副边的同名端为正，异名端为负，所以功率二极管正偏，变压器副边电压大小恰等于输出电压。通过二极体的电感电流将线性减少，除了提供给负载外，还给输出电容充电（输出电容的电压会增高些），这个情形将持续到下一个周期开始为止。