反激电路详解：从理论到仿真

"反激变压器仿真" 反激变压器在电源设计中扮演着至关重要的角色，其应用广泛，且具有不可替代的地位。反激电路是从buck-boost拓扑演变而来的，这种拓扑结构使得电源设计者能够实现高效、紧凑的电源转换方案。在反激电路中，关键在于反激变压器，它不仅负责电压变换，还在输入和输出之间提供电气隔离，确保安全。 反激电路的工作原理可以分为两个阶段：储能和释能。在工作周期的开始，开关Q1导通，输入电压Vin施加在电感L1上，电感电流线性上升，此时电感储存能量。当Q1关闭，电感电流通过二极管D1流向输出电容C1，为负载供电，电感中的能量得以释放。由于电感电流在整个周期内保持连续，反激电路工作在电流连续模式（CCM）。 在CCM模式下，电感承受的伏秒平衡原则保证了电感不会饱和。即Vin×(t1-t0) = Vout×(t2-t1)，其中，t0和t1是开关Q1的导通和关断时刻，t1和t2是电感电流的上升和下降时间。若整个周期为T，占空比为D，上述关系可简化为Vout = Vin×D/(1-D)。这意味着输出电压Vout与开关占空比D成比例，并且MOS管和二极管D1的电压应力为Vin+Vout。 在仿真过程中，我们关注的重点是稳态波形，这有助于理解电路的实际运行情况。例如，如果将电感量减小到80uH，其他参数保持不变，仿真结果会显示电感电流的动态变化。在t0时刻，Q1导通，D1截止，电感电流从零开始上升；t1时刻，Q1关闭，电感电流通过D1向C1充电，电流逐渐下降；在t2时刻，电感电流的下降趋势继续，直至下一个周期的开始。 电流尖峰问题在CCM模式下尤为突出，因为二极管D1在MOS管开通时会有反向恢复电流，这可能导致开关损耗和电磁干扰问题。因此，选择低反向恢复电荷的二极管或者采用软开关技术可以改善这个问题。 反激变压器的仿真涉及到电路的工作模式分析、能量传递、伏秒平衡、占空比计算以及关键元器件的电压应力和电流波形分析。理解和掌握这些知识点对于电源设计人员来说至关重要，因为它直接关系到电源的效率、稳定性和成本效益。通过深入研究和仿真，设计师能够优化反激电源的设计，以满足各种应用的需求。