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AC/DC

採用AC/DC PWM方式的返馳式轉換器設計方法

絕緣型返馳式轉換器的基本概念:所謂不連續模式和連續模式

開關電源的運轉模式,分成不連續和連續兩種。此次設計範例採用不連續運轉模式,因此在本節將說明兩種模式。下表彙整了特色和優點/缺點。「運轉」項目中的波形代表流過變壓器一次側線圈和二次側線圈的電流。此外,關鍵字中的「↑」和「↓」分別代表「上升」和「下降」。

連續運轉模式會在開關開啟時,於整流二極體逆回復時間(trr)* 中流過逆電流,並因為逆電流而產生損耗。使用低電壓的開關DC/DC轉換器時,整流二極體的逆電壓會變低,逆電流也會變小,因此一般會以輸入漣波電壓等為優先,使用連續模式。

對此,使用AC/DC轉換器時,會因為二極體逆電壓變高,流過逆電流而產生極大的損耗,是故大多採用不連續模式,避免電流經過。但峰值電流會變大,當負載大時也會採用連續運轉模式。

兩種模式各有其優點/缺點,若最大只到60W左右,一般較適合不連續模式。大於60W時,必須根據變壓器容許尺寸來考量、決定。設計範例為36W,所以選擇了不連續模式。

比較項目 不連續模式 連續模式
運轉 3A_flyback_cont
在OFF和ON開關過程中,有一小時為未通電狀態,電流無法連續流過。
3A_flyback_discint
電流連續流過,以和開關頻率相同的頻率ON/OFF。
變壓器 電感↓、尺寸↓、成本↓ 電感↑、尺寸↑、成本↑
整流
二極體
高速回復型、成本↓ 必須採用更高速回復型、成本↑
開關用
電晶體
功率損耗↑、尺寸↑、成本↑ 功率損耗↓、尺寸↓、成本↓
輸入
電容
漣波電流↑、尺寸↑ 漣波電流↓、尺寸↓
效率 開關損耗↓、效率↑ 開關損耗↑、效率↓

* 二極體逆回復時間

施加順向電到PN接合二極體後,順向電流將流過PN接合二極體。若猛然施加逆向電,某段時間內本來不會流過的逆向電流,反而會往PN接合二極體流。一直到回復原本狀態為止的時間稱為逆回復時間。

重點:

・理解連續模式和不連續模式的差異。

・AC/DC大多使用不連續模式。


PWM返馳式轉換器設計範例