单端反激变换器CCM与DCM工作模式特性对比研究

本文档深入探讨了单端反激式变换器在两种主要工作模式下的特性对比：连续电流模式（Continuous Current Mode, CCM）和断续电流模式（Discontinuous Current Mode, DCM）。单端反激式变换器因其在中小功率应用中的广泛使用，对理解不同工作模式下的动态和静态特性至关重要。作者胡江毅和李伟，来自南京航空航天大学自动化学院，通过理论分析和实例设计的仿真验证，详细阐述了这两种模式的特点。 在CCM模式下，由于磁通连续，电路的电压、电流应力较小，动态响应平滑，适合于高效率和低纹波的应用。然而，当变压器磁通变为断续时，即进入DCM模式，电压和电流应力会显著增加，且可能产生较高的开关损耗。此时，电路的设计需要考虑如何优化磁耦合和控制策略以保持稳定性和效率。 文章首先介绍了单端反激变换器的基本工作原理，其基于飞回电路的拓扑结构，包括输入直流电源、开关元件、电感、电容和负载电阻等组成部分。工作过程可以通过能量守恒定律来分析，每个开关周期内都有特定的能量转换关系。 在DCM模式中，磁通跳跃导致电压和电流的非连续变化，输出电压与输入电压的关系不再是简单的比例，而是受磁链平衡条件所影响。而在CCM模式下，磁通连续，输出电压与输入电压成线性关系，易于控制和设计。 研究这些工作模式的特性对比对于实际应用中的参数选择、驱动电路设计、电磁兼容性和热管理等方面具有重要意义。通过对比分析，设计者可以针对不同的应用场景灵活选用合适的模式，以实现最佳的性能和效率。本文的研究成果有助于提升单端反激式变换器的整体性能和系统设计能力。