反激电源的基本原理？反激电源怎么选择工作模式？

反激开关电源多应用在中低功率范围，比如2w~100w。

反激电源基本原理

当电源处于稳态时，在ton时刻，MOS管Q1导通，初级绕组Lp的电感电流线性增加，见电感电流Ip流动路径。电容Co向负载RL供电，见下图电容放电电流Ic1路径。因为反激开关电源所用变压器的初级绕组Lp和侧边绕组Lp的同相端是相反的。在ton时刻，初级绕组为抑制电流增大，初级绕组感应电压上正下负，侧边绕组Lp的感应电压 上负下正，二极管D1处于截止状态。

在toff时刻，MOS关断，初级绕组存储的能量向次级绕组传送，初级绕组为维持原电流方向，初级绕组感应电压上负下正，次级绕组Lp的感应电压上正下负，二极管D1处于导通状态，次级绕组经二极管D1向电容Co和负载RL供电，见下图次级绕组电流Is流动路径。

CCM Vs. DCM

在稳态时，反激开关电源有两种工作模式：连续模式Continuous Conduction Mode(CCM)及不连续模式Discontinuous Conduction Mode(DCM)。

如果在MOS管的一个开关周期之内，初级绕组的电流在下一个周期开始时，不是从零开始线性增大，初级绕组的最小电流不为零，我们把开关电源的这种工作模式称之为连续模式，也就是CCM。

如果在MOS管的一个开关周期之内，TOFF比较长，以至于初级绕组中的电流完全被放电放完，初级绕组内的能量完全向次级进行传递。在下一个周期开始时MOS导通，初级绕组的电流从零开始线性增大，初级绕组的最小电流为零，我们把开关电源的这种工作模式称之为不连续模式，也就是DCM。

以下是连续模式CCM和不连续模式DCM的电流波形对比。其中Ip是初级绕组电流，Is是次级绕组电流。从图中可以CCM最小电流不为零。DCM最小电流为零，在toff时间内有一段死区时间tdead，Ip和Is均为零。

对于CCM反激电源，在输入电压变化时，可能从CCM转换为DCM。从图可以看出，CCM和DCM的差异体现在电流变化量与平均电流的比值，变压器初级绕组电感值可以通过KRF进行统一计算。

其中Pin指的是最大输入功率，Lm指的是反激电源变压器初级绕组电感值，Vdc min指的是直流输入电压最小值，Dmax指的是最大占空比，fs指的是MOS管的开关频率，IEDC是初级绕组平均电流，Ids peak是MOS管的峰值电流，也是变压器初级绕组的峰值电流。

CCM和DCM的关键波形，可以参考下图：

CCM和DCM各有优劣势，在反激电源中两种工作模式都是常用的，现在将二者的优缺点列举如下表：

工作模式	CCM	DCM	说明
效率		☆	DCM没有二极管反向恢复损耗，有更高的Coss×Uds²损耗，总体DCM效率更优。
纹波	☆		DCM的变压器两侧绕组都进行完全充电和放电，所以电流纹波更大。
输出电容尺寸	☆		DCM纹波电流更大，要求输出电容尺寸更大。
变压器尺寸		☆	①DCM所用变压器电感值小，尺寸更小。②CCM绕组电流有较大的直流分量，容易使得磁芯饱和，所以需在磁路中增加气隙，进而增大变压器尺寸。
二极管反向恢复损耗		☆	①DCM向输出二极管施加反向电压时，次级绕组电流为零，二极管零电流关断，不会产生反向恢复现象，所以没有二极管反向恢复损耗。②CCM向正在导通的输出二极管（次级绕组电流不为零）施加反向电压，二极管反向恢复，有反向恢复损耗
稳定性		☆	①DCM的传递函数是一阶系统，瞬态响应快，易稳定。②CCM的传递函数有右半平面零点问题，反馈补偿比较复杂，不利于稳定。当占空比≥50%时，需增加斜率补偿。

反激电源怎么选择工作模式

通常情况下，CCM和DCM这两种工作模式在同一个开关电源中是可能共存的，会随着输入电压和负载变化而转换。在高输入电压轻负载时，开关电源工作在DCM。在低输入电压重负载时，开关电源工作在CCM。根据开关电源的应用条件，变压器优先按照其中一种工作模式进行设计。

在同等功率条件下，如果在空间、成本上要求比较严苛且，推荐选择DCM。

在输出功率较小（50w以下）的情况下，电源的开关损耗是主要损耗，推荐选择DCM。

在输出功率较大（50w~100w），电源的通态损耗是主要损耗，推荐选择CCM。