Abstract：In this paper the principle of two-transistor flyback conventer based on peack current-model control mode is presented,so it is especially used in high input voltage。
Keyword：flyback converter, peak current-control,two-transistor flyback
0 引言
反激变换电路由于具有拓扑简单，输入输出电气隔离,升/降压范围广，多路输出负载自动均衡等优点，而广泛用于多路输出机内电源中。在反激变换器中，变压器起着电感和变压器的双重作用，由于变压器磁芯处于直流偏磁状态，为防磁饱和要加入气隙，漏感较大。当功率管关断时，会产生很高的关断电压尖峰，导致开关管的电压应力大，有可能损坏功率管；导通时，电感电流变化率大。因此在很多情况下，必须在功率管两端加吸收电路。
双管反激变换电路，在功率管关断时，由于变压器漏感电流流过续流二极管反馈给电源的嵌位作用，而使功率管的电压应力和输入电压相等。可见在高压输入场合双管反激电路有其特有的优点。
1 电路分析
电路图如图1所示。在稳态工作条件下，为了简化分析，假设所有开关器件都是理想的；漏感Lr远小于励磁电感Lm；L2为变压器副边等效电感；电路工作在CCM模式。
图1 双管反激变换器电路图
电路共有4个工作模式，工作过程如图2所示。
图2 工作波形图
——模式1[t0－t1] 在S1和S2开通后的t0时刻，输入直流电压Uin作用于Lr和Lm上，D1和D2关断，漏感电流iLr线性上升，则有
iLr(t)=iLr(t0)＋
(t－t0)（1）
D1和D2承受反压为Uin，而D3承受反压为Uo＋(N2/N1)Uin，iL2=0，由滤波电容C向负载供电。
在t1时刻漏感电流iLr为
iLr（t1）=iLr(t0)＋
(t1－t0)（2）
——模式2[t1－t2] 在t1时刻关断S1和S2，由于电感电流不能突变，感应电势反向，D1和D2导通钳位使S1和S2承受正压为Uin；同时D3导通，副边电流iL2形成。原边电流iLr线性下降，即
iLr(t)=iLr(t1)－
(t－t1)（3）
iL2(t)=
（4）
在t2时刻原边电流
iL2(t2)=
=0（5）
——模式3[t2－t3] 在t2时刻D1和D2中的电流和漏感电流iLr下降到0，iL2达到最大。此后iL2线性下降，
iL2(t)=iL2(t2)－
(t－t2)（6）
在t3时刻
iL2(t3)=iL2(t2)－
(t3－t2)（7）
在此阶段D1和D2承受反压为
，S1和S2承受正压为
。
——模式4[t3－t4] 在t3时刻开通S1和S2，输入电压Uin直接作用于Lr和Lm上，漏感电流iLr从0开始线性上升，
iLr(t)=
(t－t3)（8）
此时D3仍导通，给电容C充电和向负载供电，iL2(t)以更大的斜率线性下降，为漏感电流iLr减去励磁电感Lm上电流。
iL2(t)=
（9）
iLr(t)=
（t－t3）（10）
在t4时刻D1和D2反压由
上升到Uin，iLr(t)上升到励磁电流iLm,iL2(t)=0，D3反偏，开始新的PWM周期。
由上述分析可知，双管反激变换器具有以下优点：
——续流二极管将漏感能量回馈给电源；
——有效抑制关断电压尖峰，使开关管电压应力为输入电压；
——不需要额外的吸收电路。
2 控制系统结构
采用峰值电流控制模式，如图3所示。由于引入电流反馈,使系统性能具有明显的优点：
图3 峰值电流模式控制原理
——具有良好的线性调整率，反应速度快；
——消除输出滤波电感带来的极点，使二阶系统变为一阶系统，稳定性好；
——固有逐个脉冲电流限制,简化了过载保护和短路保护。
电流型也有缺点，在占空比>50％时，必须进行电流斜坡补偿,否则系统不稳定。本文采用控制芯片UC3844，占空比<50％。
3 实验结果
利用以上分析结果,设计了一台机内稳压电源。输入360～450V；输出＋15V(1A)，－15V(0.2A)，＋25V(0.2A)3路，＋25V(0.4A)；开关工作频率为100kHz，最大占空比Dmax=0.45；功率45W。变压器用铁氧体R2KBD，罐型GU30，按反激变压器设计原则设计。主要波形如图4所示。
CH1驱动电压（10V/格） CH2漏源电压（250V/格）
（a）功率管驱动电压与漏源电压波形
CH1驱动电压（10V/格） CH2续流二极管两端电压（250V/格）
（b）功率管驱动电压与续流二极管两端电压波形
CH1驱动电压（10V/格） CH2整流二极管两端电压（25V/格）
（c）功率管驱动电压与整流二极管电压波形
CH1驱动电压（10V/格） CH2原边电流（1V/格）
（d）功率管驱动电压与原边电流波形
图4 主要波形
从图中可以看出功率管的电压应力等于输入电压，续流二极管两端电压和分析结果也相同。可见双管反激拓扑在高压输入场合有其独特优越性。图4（d）中，原边电流有尖峰是由于副边整流二极管反向恢复造成。
4 结语
原理分析和实验结果的一致性，表明双管反激变换器特别适用于高压输入场合，它减少了器件的电压应力，为功率管的选取和保护创造了有利条件，增加了系统的可靠性。因此，适于应用于高压输入的中小功率场合。
参考文献
[1] 丁道宏，电力电子技术 ,航空工业出版社,1990.12。
[2] 张兰红 基于电流控制技术反激DC/DC变换器研究 南京航空学院硕士学位论文，2001。
[3] 胡江毅 反激变换器的应用研究 南京航空航天大学硕士学位论文，2003。
[4] Unitrode's Product Application Handbook1994～1995(10),pp.61-pp.68
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