单端反激式转换器的工作原理分析

FlyBack Converter又称单端反激式转换器，又称返返驰式(Flyback)转换器, 因其输出端在原边绕组断开电源时获得能量，因此得名。电子设备都是需要电源的，开关电源得到很广泛的应用。而对于中小功率的电源使用最广泛的拓扑结构就是：反激式结构。举些实际应用的例子，如笔记本电脑的适配器、手机充电器等。

这里先抛出FlyBack Converter的优点和缺点，

优点：

1.电路简单，成本低，可靠性高，能提供多路直流输出；

2.当出入电压波动很大时，仍能稳定输出，可实现交流输入；

3.变压器匝数比值较小；

4.转换效率高，损耗小；

缺点：

1.输出电压纹波较大，负载调整精度不高，因此输出功率受到限制；

2.工作在CCM模式下，有较大的直流分量，容易导致变压器磁芯饱和，所以必须在此路中加入气隙，从而造成变压器；

3.Converter有直流分量，且同时会工作在CCM/DCM两种不同模式，导致Converter的设计和环路补偿的设计比较困难；

很显然，以上所说的优缺点和FlyBack Converter电路本身息息相关，下面就简单介绍下FlyBack Converter的演变过程，当然我们先要解释一下Buck-Boost和FlyBack的关系，很多帖子或者一直很多认为Buck-Boost就是FlyBcak或者说Buck-Boost就是FlyBack的应用，其实不然，上面一张图很好的解释了二者之间的关系，如上图。

Flyback是基于Back-Boost Converter演变而来的。上图就是其演变过程从a—b，下面我们逐步分析一下，Back-Boost最终演变成成Flyback：

图.a是Buck-Boost的原型电路，我们把图.a中的电感L变成双路1：1的并联线圈，这样就变成了图.b。

图.b中其他不改变，把并联电感断开，匝数比还是1：1，就是图.c了。

图.c中二极管反向接，变压器匝数比变成1：n，变压器次级同名端反接使得输出电压正负极和输入极性一样。MOS管接到初级变压器的负极，以便简化后期开关驱动电路的设计，稍微整理一下，就是图.d的电路了。

上面介绍了Flyback Converter的推演过程，这里简单分析一下Flyback Conveter的工作原理，这里给出3个简单的模型示意图，代表电路工作的3个阶段，如上图，

图.a是大多数隔离变压器转换电路的等效电路，实际的变压器电路可以等效成一个理想变压器 并联一个电感Lm。

图.b是MOS管导通时，变压器原边充电，二极管关断，负载由输出滤波电容供电。

图.c是MOS管关断，二极管导通，变压器储存能量通过二极管向负载侧传送。

总结

好了FlyBack Converter的工作原理简单的分析到这里，有的人可能会说怎么连个公式都没有，这里只想和大家分享一下FlyBack Converter电路的感性认识，公式书上就有这里就不拿出来吓唬大家了，这个电路深入还有很多地方可以学习，例如其工作状态CCM和DCM的波形分析、开关电路的驱动设计，以及后续的PCBLayout注意事项都是可以拿出来大书特书的东西，这里就是抛砖引玉，和大家一起探讨一下最原始的东西，如有不对的地方希望指正，一起学习，一起进步。

审核编辑：汤梓红