反激變換器電流連續和斷續的比較研究

王洋賽，劉松濤，肖海龍，陶勇，榮 軍,2

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反激變換器電流連續和斷續的比較研究

王洋賽1，劉松濤1，肖海龍1，陶勇1，榮 軍1,2

（1.湖南理工學院信息與通信工程學院，湖南 岳陽 414006；2. 復雜工業物流系統智能控制與優化湖南省重點實驗室，湖南 岳陽 414006）

根據單端反激變換器的電路和工作波形，推導了其在輸出電流連續和不連續情況的工作原理，并且給出了在MATLAB/Simulink中的正激變換器的仿真模型和仿真結果。通過對仿真結果的分析得出以下結論：其優點是電路所用元器件少，電路簡潔。其缺點如下：輸出功率較小，穩定性較差，以及開關應力大，電路能量損耗較大。

反激變換器 電流連續 電流斷續 建模與仿真

0 引言

目前只要涉及與電相關的行業，都少不了開關電源，說明開關電源與工業和農業息息相關。開關電源可分為非隔離與隔離兩種形式，前者包括Buck、Boost 、Buck-boost、Zeta等電路，統稱直流斬波電路；后者按照結構形式不同可分為正激式和反激式兩大類。一般在小功率場合可選用反激式，稍微大一些可采用單管正激電路，反激式變換器由于結構簡單，可以節省一個重量和體積與變壓器一樣的電感，因此在小功率電源場合中得到了很廣的應用[1]。本文對單端反激變換電路進行了研究，首先對單端反激變換器在輸出電流連續和不連續時的工作原理進行了詳細分析，然后借助Simulink仿真軟件對理論分析進行了建模和仿真研究，最后通過對仿真結果的分析，驗證了理論分析的正確性，為其實際應用提供理論指導作用。

1 單端反激變換器的工作原理介紹

圖1 單端反激電路原理圖

(a) 電流連續時工作波形

(b) 電流不連續時工作波形

圖2 單端反激變換器電流連續和不連續時波形圖

有：

在1到2期間，磁通隨著二次電流2線性減小，其減小量為：

由于穩態時，變壓器鐵心的磁通在導通和關斷時總的變化量為零，因此可以得到

2 反激變換器在MATLAB/Simulink的建模與仿真

2.1反激變換器在MATLAB/Simulink中仿真模型

單端反激變換器電路在MATLAB/Simulink的仿真模型如圖3所示[3-5]，其仿真模型參數設置分別如表1和表2所示，其中表1中的參數設置表示輸出電流連續，表2中參數設置表示輸出電流不連續。

圖3 反激變換器的仿真模型

2.2仿真結果及其分析

根據圖3所示的仿真模型給出正激變換器輸出電流連續和不連續的情況下的仿真結果分別如圖4和圖5所示。其中圖4(a) 和(b)分別為輸出電流連續時的輸出電壓、輸入電流以及輸出電流仿真波形。從圖4中的仿真結果可以看出，當占空比為0.8時，輸出電流是連續的，輸入對輸出的影響較小，但是輸出電壓不穩定，開關應力大，輸出功率較小，不能在大功率場合使用。

（a）輸出電壓

(b) 輸入電流和輸出電流

圖5(a) 和(b)分別為輸出電流不連續時的輸出電壓、輸入電流以及輸出電流仿真波形。從圖5中的仿真結果可以看出，當占空比為0.4時，輸出電流是不連續的，輸出電壓不穩定。

3 結束語

本文的研究可以得出單端反激變換器是隔離式變換器的最簡單的一種拓撲結構。另外通過仿真結果分析可以知道，單端反激變換器的優點是電路所用元器件少，電路簡潔。其缺點如下：輸出功率較小，不能在大功率場合使用；輸出電壓不穩定，穩定性較差；開關應力大，電路能量損耗較大。

（a）輸出電壓

(b) 輸入電流和輸出電流

圖5電流不連續時的仿真波形

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Comparative Study of Continuous and Discontinuous Current of Flyback Converter

Wang Yangsai1, Liu Songtao1, Xiao Hailong1, Tao Yong1, Rong Jun1,2

（1.Department of Information and Communication Engineering, Hunan Institute of Science and Technology, Yueyang 414006, Hunan, China; 2.Key Laboratory of Hunan Province on Intelligent Control and Optimization of Complex Industrial Logistics System, Yueyang 414006, Hunan, China)

TM46

A

1003-4862（2018）01-0033-03

2017-10-15

湖南省科技計劃項目經費資助（2016TP1021），2016年岳陽市科技計劃項目和2017年岳陽市社會科學課題（2017y26）

王洋賽（1997-），男，本科在讀。研究方向：信息與通信工程。