开关电源原理与反激变换器分析

"本文介绍了开关电源的基本原理和案例分析，包括DC-DC电压变换的降压、升压和降升压模式，重点讲述了反激式开关变换器的工作机制，并简述了TNY单片开关电源模块的功能和优势。此外，还涉及了变压器的设计与制作过程，以及电路检测与调试的重要性。" 在开关电源中，DC-DC电压变换是核心部分，它通过改变开关元件的占空比D来调整输出电压。降压式（BUCK）变换器在开关断开时，输出电压等于输入电压减去电感两端电压；开关闭合时，电感储存能量并维持输出电压。升压式（BOOST）变换器则通过在开关断开时，利用电感释放能量使输出电压高于输入电压。而降升压变换器结合了降压和升压的特点，可以在不同输入和输出电压条件下工作。 反激式开关变换器的独特之处在于，当开关管导通时，初级电压正负极性反转，电感不向负载供电；而在开关管截止时，磁能通过次级绕组释放，向负载供电。这种设计使得电感可以同时充当储能元件和隔离变压器。 TNY单片开关电源模块如TNY274-280系列，将功率开关管、PWM控制器、补偿电路和保护电路集成在一起，大大简化了电源设计。这些芯片支持特定功率范围，具备多种保护功能，并具有内部供电能力。 在设计变压器时，需要进行详细的参数计算，包括磁芯选择、线圈绕制、同名端标识等。实际操作中，需要准备相应的材料和工具，如磁芯、漆包线、绝缘胶带等，并按照特定步骤进行绕制，确保变压器的性能和稳定性。 在电路检测与调试阶段，需要关注漏极电压波形、占空比、反射电压、漏感产生的尖峰以及EMI等问题。输出二极管电压波形和变压器初级电流波形也是评估电源性能的关键指标。通过精确测量和分析这些波形，可以诊断潜在的问题并优化电源设计，确保其高效、稳定地工作。