自激振荡反激变换器分析与设计

"Self-oscillating flyback converter的分析与设计" 自激振荡反激式转换器（Self-oscillating flyback converter）是一种在成本敏感应用中常见的电路结构，因其简单性和低组件数量而受到青睐。它广泛应用于手机充电器以及数据处理设备的离线备用电源中。然而，这种电路的优化往往依赖于试错法，因为其工作原理通常不被充分理解。 这篇论文详细介绍了自激振荡反激式转换器的稳态分析以及其小信号模型。文中提出了控制电路的设计指南和环路补偿策略，并在一个离线5V/2A的备用电源实例中进行了验证和确认。 一、引言 自激振荡反激式转换器，也称为振铃扼流圈转换器（RCC），是一个坚固、组件少的电路，特别适用于低功耗的离线应用。它通过内部反馈机制实现自启动和持续振荡，无需额外的外部时钟源或复杂的控制电路。 二、工作原理 在自激振荡反激式转换器中，开关器件（通常是MOSFET）在变压器初级侧进行通断操作，从而在次级侧产生脉冲电压。当开关关闭时，变压器储存能量；当开关打开时，能量通过次级侧释放到负载。这个过程自发地、周期性地进行，形成振荡。 三、稳态分析 稳态分析涉及确定转换器在连续导通模式（CCM）或断续导通模式（DCM）下的运行情况。这包括计算开关频率、输出电压、效率等关键参数。在CCM中，磁芯在整个开关周期内都不复位，而在DCM中，磁芯在每个开关周期的某个时刻会回到零磁通状态。 四、小信号模型 小信号模型用于分析转换器的动态响应，如瞬态性能和稳定性。它包括输入电压变化、负载变化以及控制环路的响应特性。建立这样的模型有助于设计合适的补偿网络以确保环路稳定性。 五、控制电路与环路补偿 控制电路的设计是优化转换器性能的关键。它必须确保输出电压的稳定，并且能应对输入电压变化和负载变动。环路补偿通常包括一个补偿网络，它通过调整传递函数的零点和极点来改善系统的相位裕度和增益裕度。 六、实例验证 论文中展示了一个5V/2A的离线备用电源设计，用于演示理论分析的实际应用。通过实验，验证了所提出的控制电路设计和环路补偿策略的有效性，确保了转换器在各种条件下的稳定运行。 总结，自激振荡反激式转换器是一个高效、低成本的电源解决方案。深入理解和掌握其工作原理、稳态分析及控制电路设计对于优化这种类型的电源系统至关重要。