Flyback电路分析、设计、调试(一)

工作核心：通过电感、变压器进行原副边的能量传输。

根据工作模式可分为：CCM模式、DCM模式。DCM模式下，每个周期变压器的磁通会恢复到零点，副边电流降至零；CCM模式下，每个周期变压器的磁通不会恢复到零点，副边电流不降至零。

通常采用DCM模式对Flyback电路进行控制，主要的原因在于DCM模式控制下的隔离型反激变换器所产生的电磁干扰相对最小。下面分析具体的原因：

1、输出整流二极管的反向恢复对电路造成的影响
CCM模式下，VF开通时，励磁电感的储能还未完全释放，整流二极管正向导通；在VF开通过程中，整流二极管进入反向恢复状态，由于二极管反向导通，Cout的电荷（电压）通过VD和变压器流入VF，造成开关管开通时的高幅值尖峰电流。（该尖峰电流会与变压器、电路板的寄生电感、寄生电容形成寄生振荡-振铃。由于振铃频率非常高>10MHz，此时的滤波电感已成为电容，滤波电容已成为电感，基本上丧失了对高频的电磁干扰的滤除功能）

2、输出整流二极管的反向恢复与开关管的开通错开可以减小输出电压尖峰
为了减小输出电压尖峰和电磁干扰，可以将输出整流二极管的反向恢复过程和开关管的开通过程错开。这样整流二极管上的反向电压仅为输出电容器的电压，没有开关管和母线电压的作用及回路，输出电压尖峰和电磁干扰也会得到减小。

3、开关管的寄生电容在高幅值电压下的开通也会产生高幅值电压振铃
开关管的寄生电容在开关管开通时，也会通过开关管进行放电，由于Rd(on)很低，所以放电电流尖峰会很高。所以通过减小开关管开通时的DS电压，有利于减小寄生电容放电的电流尖峰。（可采用准谐振工作模式）

下面对Flyback的工作模态进行分析：
开关管导通状态：

原副边无能量传输，Vbus给变压器励磁电感充能，整流二极管承受反向电压

Vrrm=Vout+Vbus/n，n为变压器变比。

开关管关断状态：
开关管关断状态下所承受的电压会因为变压器励磁电感电流是否连续而不同。
1、电感电流连续状态分析
A、励磁储能存在期间；B、励磁储能释放完毕

由于开关管关闭，励磁电感能量向副边传输能量。（具体体现为变压器副边的等效电感将产生感生电动势迫使输出整流二极管正向导通）感生电动势数值为：

这期间，开关管上承受的电压为Vbus与VR之和。VR为变压器励磁电感所产生的感生电动势在变压器的一次侧施加到开关管的电压。数值为：

开关管承受的最高电压为：

连续状态下，变压器励磁储能可以维持到开关管的下一次开通，开关管在这期间主要承受的电压为

2、电感电流断续状态分析
A、开关管导通期间   B、开关管关断且电感电流存在期间    C、开关管关断且电感电流不存在期间