1.1反激与FlyBuck拓扑

大家好 我是IT的系统工程师 赵应洋

今天给大家介绍的是关于隔离拓扑的一些基本知识

我们今天介绍三个内容

第一个是隔离拓扑应用的必要性

第二个是各种各样的隔离拓扑

第三是我们会简单地对每一种具体的隔离拓扑做详细的介绍

那么这里大家看到是一个典型的电路图

左边是常用的输入电源 我们最常见的是一个AC电源

右边是一个负载 也就是比如说我们各种家用电器以及各种直流负载

实际上 因为输入电压是比较高的

然后输出是用户最有可能接收到这个负载的

所以说 如果输入输出端没有断开的话

对输出端的使用者安全性有一个很大的威胁

所以在我们的安规里面 规定在输入和输出端

必须做一个定向的隔离

作为一个定向的隔离

我们的方式有多种 最常见是磁性的一个方式

实际上 除了磁性的隔离方式外

还有电容性的隔离方式 以及光的隔离方式

这是一个典型的隔离的原理图

从图里面我们可以看到我们刚才提到的

三种的隔离方式实际上都有采用到

第一种最常见的是我们的变压器

采用一种磁隔离的方式

那么第二种是一个横跨在原边和副边的之间的电容

采用一种电容性的隔离方式

第三是作为一种反馈应用的光

我们从副边发送过来的一个电流传信号

通过光传到原边 由原边来做控制速度开关的一个参考信号

那么原理图里面这根黑色的虚线就是

隔离原边和副边之间的这条 我们通常都会称它为

一个隔离

对于各种常见的隔离拓扑

我们都是按照一个简单的经验

我们根据不同的应用功率

来采用合适的隔离拓扑

比如小于100W场合 就是我们常用的各种适配器的场合

我们推荐用反激变换器的拓扑

对于小于10W的负载电源的功耗

我们用一个FlyBuck拓扑

如果功率更大一些 比如100W~250W之间

这时候用一个正激拓扑比较合适

如果功率更大 在250W~500W

这个时候半桥是一个选择

如果功率再往上走 比如400W以上 到1000W以下

这个时候全桥是一个比较好的选择

这个图是我们常见的一个拓扑 就是FlyBack

FlyBack就是我们常用的各种电源 手机的适配器

最常见的一种模式

最大的特点是它很简单

我们从电源图中可以看到

它基本上有三个主要的元器件

我们的主开关管Q1

电器 还有整流二极管D1

那么这个时候 可以看到整个系统非常简单

它主要的功率源就是主管开通的时候

它能够把输入端的能量储存在变压器里面

然后当主管关断的时候 能量通过副边的D1传到副边去

反激变换器的一个重要的工作特点

Q1开通是对应于我们最上面这个

会有一个系统电压

这时候Q1是导通的

就会有一个电流流过

这个时候对于副边来说 因为D1负向打压 所以D1这时候

我们认为它是一个阻断的

看到一个回路是从输入端

经过原边的绕组 经过我们的Q1

进行电流的一个回路

我们看到右边的图

阴影的部分

如果这个时候如果进入off键就是Q1关断之后

这个时候 我们第一因为

迫使它D1导通 进入了off的阶段

从右边的图可以看到

在off的阶段的时候 这个副边

它实际上就是第一 然后呢 我们的副边会有一个电压

直接输出到我们的输出电容上

我们的输出就有一个能量的输出

我们要介绍的一个隔离电阻拓扑

是一个Fly-Buck

Fly-Buck跟前面的FlyBack有些类似

但它最主要是用于 最常见的

屏幕的buck电路

我们看到下面的这个图里面

它是Fly-Buck的简单的电路示意图

如果我们忽略掉上面这块

就是D1跟Ns这块的一个辅助的输出绕组的回路来说

其实我们在下面这块

就是在有Ci Q1 Q2 Np还有是Co1

其实这电路是一个非常典型的同步整流的一个

Buck电路

我们可以看到同步整流的Buck电路

在Q1开通的时候

这个时候 下面是Buck一个典型的充电模式

对于副边 我们的Ns Np是处于一个新的状态

这时候D1是处于截止状态

所以我们的Buck电路处于正向充电的过程

这个状态刚好对应于我们右边这个波形

Vg1处于On的状态

那如果Q1关断了之后

Q1不再打开 我们因为是同步整流电路

Q2就会做一个互补的开关

这个时候就有了

因为Q2处于导通状态的时候

我们在Np上输出电感的原边绕组上

基本上会产生一个非常小的电压

这个时候 我们相应的

产生一个正向的电压

迫使我们的D1导通

这个时候副边的辅助绕组上

Ns是上就会产生一个Ns经过我们的D1输出

形成一个整个电流回路

我们可以看到 在D1上有一个

电流流动的 同样如果流动在Ns上的电流

因为极性相反 会折射到我们的Np上

就产生一个负向的电流

所以说 我们可以看到

原边Np上的电流是Q2的续流电流

加上D1的正向电流

折射到我们的Np上的电流

大家好 我是IT的系统工程师 赵应洋

今天给大家介绍的是关于隔离拓扑的一些基本知识

我们今天介绍三个内容

第一个是隔离拓扑应用的必要性

第二个是各种各样的隔离拓扑

第三是我们会简单地对每一种具体的隔离拓扑做详细的介绍

那么这里大家看到是一个典型的电路图

左边是常用的输入电源 我们最常见的是一个AC电源

右边是一个负载 也就是比如说我们各种家用电器以及各种直流负载

实际上 因为输入电压是比较高的

然后输出是用户最有可能接收到这个负载的

所以说 如果输入输出端没有断开的话

对输出端的使用者安全性有一个很大的威胁

所以在我们的安规里面 规定在输入和输出端

必须做一个定向的隔离

作为一个定向的隔离

我们的方式有多种 最常见是磁性的一个方式

实际上 除了磁性的隔离方式外

还有电容性的隔离方式 以及光的隔离方式

这是一个典型的隔离的原理图

从图里面我们可以看到我们刚才提到的

三种的隔离方式实际上都有采用到

第一种最常见的是我们的变压器

采用一种磁隔离的方式

那么第二种是一个横跨在原边和副边的之间的电容

采用一种电容性的隔离方式

第三是作为一种反馈应用的光

我们从副边发送过来的一个电流传信号

通过光传到原边 由原边来做控制速度开关的一个参考信号

那么原理图里面这根黑色的虚线就是

隔离原边和副边之间的这条 我们通常都会称它为

一个隔离

对于各种常见的隔离拓扑

我们都是按照一个简单的经验

我们根据不同的应用功率

来采用合适的隔离拓扑

比如小于100W场合 就是我们常用的各种适配器的场合

我们推荐用反激变换器的拓扑

对于小于10W的负载电源的功耗

我们用一个FlyBuck拓扑

如果功率更大一些 比如100W~250W之间

这时候用一个正激拓扑比较合适

如果功率更大 在250W~500W

这个时候半桥是一个选择

如果功率再往上走 比如400W以上 到1000W以下

这个时候全桥是一个比较好的选择

这个图是我们常见的一个拓扑 就是FlyBack

FlyBack就是我们常用的各种电源 手机的适配器

最常见的一种模式

最大的特点是它很简单

我们从电源图中可以看到

它基本上有三个主要的元器件

我们的主开关管Q1

电器 还有整流二极管D1

那么这个时候 可以看到整个系统非常简单

它主要的功率源就是主管开通的时候

它能够把输入端的能量储存在变压器里面

然后当主管关断的时候 能量通过副边的D1传到副边去

反激变换器的一个重要的工作特点

Q1开通是对应于我们最上面这个

会有一个系统电压

这时候Q1是导通的

就会有一个电流流过

这个时候对于副边来说 因为D1负向打压 所以D1这时候

我们认为它是一个阻断的

看到一个回路是从输入端

经过原边的绕组 经过我们的Q1

进行电流的一个回路

我们看到右边的图

阴影的部分

如果这个时候如果进入off键就是Q1关断之后

这个时候 我们第一因为

迫使它D1导通 进入了off的阶段

从右边的图可以看到

在off的阶段的时候 这个副边

它实际上就是第一 然后呢 我们的副边会有一个电压

直接输出到我们的输出电容上

我们的输出就有一个能量的输出

我们要介绍的一个隔离电阻拓扑

是一个Fly-Buck

Fly-Buck跟前面的FlyBack有些类似

但它最主要是用于 最常见的

屏幕的buck电路

我们看到下面的这个图里面

它是Fly-Buck的简单的电路示意图

如果我们忽略掉上面这块

就是D1跟Ns这块的一个辅助的输出绕组的回路来说

其实我们在下面这块

就是在有Ci Q1 Q2 Np还有是Co1

其实这电路是一个非常典型的同步整流的一个

Buck电路

我们可以看到同步整流的Buck电路

在Q1开通的时候

这个时候 下面是Buck一个典型的充电模式

对于副边 我们的Ns Np是处于一个新的状态

这时候D1是处于截止状态

所以我们的Buck电路处于正向充电的过程

这个状态刚好对应于我们右边这个波形

Vg1处于On的状态

那如果Q1关断了之后

Q1不再打开 我们因为是同步整流电路

Q2就会做一个互补的开关

这个时候就有了

因为Q2处于导通状态的时候

我们在Np上输出电感的原边绕组上

基本上会产生一个非常小的电压

这个时候 我们相应的

产生一个正向的电压

迫使我们的D1导通

这个时候副边的辅助绕组上

Ns是上就会产生一个Ns经过我们的D1输出

形成一个整个电流回路

我们可以看到 在D1上有一个

电流流动的 同样如果流动在Ns上的电流

因为极性相反 会折射到我们的Np上

就产生一个负向的电流

所以说 我们可以看到

原边Np上的电流是Q2的续流电流

加上D1的正向电流

折射到我们的Np上的电流