讲义 Flyback电路原理

输入端的电流波形，即开关晶体的电流为脉波形状，实际应用中，必须加入滤波器（C或LC）才不会影响其他系统；二极管的电流也是脉波型，所以通过输出电容的纹波电流较大，所以使用的电容也需大，而且对等效串联电阻ESR的要求也比较严格。

备注：

ESR:是指在AC或DC下的串联等效阻抗（Equivalent Series Resistance） ESL：在AC下的串联等效低电感（Equivalent Series Inductance）。

ESR与频率关系：电解电容的ESR会随着使用频率的上升而下降。厂商标称的ESR是在一定工作频率（120Hz,1KHz,100KHz）下的ESR，见下表：

2. 不连续导通模式（D.C.M）公式推导

以上所推导的公式是在连续导通模式（Continuous－Conduction－Mode，C.C.M）下操作的Buck-Boost电路，也就是电感的电流恒高于零。

它的物理意义是，电感的能量在(1?D)Ts的期间并未完全释放。从图上显示，如果输入与输出电压不变，电感与电容值也固定的情形下，负载电流与电感的平均电流成正比，当负载电流逐渐减小时，电感的平均电流也会逐渐降低，低到电感在某一时段的瞬时电流为零。此时我们称转换器即将进入不连续导通模式

（Discontinuous－Conduction－Mode，D.C.M）操作。也就是说，电感的能量在充放之间，会将能量完全的释出。

其实影响C.C.M./D.C.M.的因素不只是负载电流，以一个输出电压固定的稳压电路为例，切换频率，电感大小，输入电压与负载电流，都会影响转换器的操作模式，前两者在设计阶段制定，后两者才是实际应用上主要的影响因素。于是C.C.M./D.C.M.存在一个以输入电压与负载电流的边界线，在边界上，恰好是电感电流碰到零的操作点。（边界线将在后面讲述）

在D.C.M.的工作模式下，转换器有着与C.C.M.不同的特性，一般将一个工作周期分成三个部分：

D1Ts--开关晶体导通期间

D2T--开关晶体被OFF，且电感电流大于零期间

D3Ts--开关晶体被OFF，且电感电流等于零期间。

（1）在0到D1Ts期间，即开关晶体导通期间，电感上依旧跨着输入电压，电感的电流也是线性上升，只不过是从零点上升。

①在开关晶体ON期间，即0?t?D1Ts，

vL(t)?VI （2.10）

it)?i(0)?1L?tL(L0vL(?)d?

?VItL ②在t?D1Ts时，

iDVID1TsL(1Ts)?L （2）当开关晶体被OFF，且电感电流大于零时， ①

D1Ts?t?(D1?D2)Ts，二级体顺偏，

vL(t)??VO iL(t)?i1tL(D1Ts)?L?Dv1TsL(?)d? ?iTVO(t?D1Ts)L(D1s)?L ②当t?(D1?D2)Ts时，

2.11）

2.12）

（2.13）（2.14）（（

VOD2TsiL[(D1?D2)Ts]?iL(D1Ts)??0 （2.15）

L（3）由（2.14）可以看出，电感的电流以一个斜率下降，当电流降到零时，二极体不再导通，负载所需的能量不再由电感提供，将由输出电容负担。这时电感电流为零，电感的电压也为零，我们称此转换器已工作在D3Ts期间，

D3?1?D1?D2。

①(D1?D2)Ts?t?T期间，

vL(t)?0 （2.16）

iL(t)?0 （2.17）

由2.12与2.15可得，

VID1Ts?VOD2Ts （2.18）

（2.18）依旧是磁性元件“伏－秒平衡”式子，如果由负载电流的角度（负载电流连续期间）来看，其大小恰等于通过二极体电流的平均值，也就是

VO1?iL(D1Ts)D2，(面积公式) IO?2R由（2.15）可得

VOD2TsiL(D1Ts)?L2VOD2TsIO?2L，所以

（2.19）