反激式開關電源波形分析
一、反激拓撲電路基礎
反激式開關電源作為一種高效、緊湊的電源轉換方案，在電子設備中應用廣泛。其基本線路包括以下幾個關鍵部分：
DC IN ：市電經(jīng)過整流濾波后的直流輸入，為后續(xù)電路提供穩(wěn)定的直流電。
Drive ：控制芯片的驅動信號，用于控制 Q1 的 ON/OFF 狀態(tài)，調(diào)節(jié)電路的工作周期。
CS ：控制芯片對 Q1 電流的采樣端口，用于監(jiān)測和控制開關管的電流，保障電路安全運行。
AGND ：初級側的地，作為初級電路的參考電位點。
DC OUT ：電源的輸出端，為負載設備提供所需的直流電壓。
GND ：次級側的地，作為次級電路的參考電位點。
二、DCM 與 CCM 工作模式
（一）判斷依據(jù)
反激式電源的工作模式主要分為斷續(xù)導電模式（DCM）和連續(xù)導電模式（CCM）。準確判斷工作模式需要綜合考慮初級和次級電流的情況：
CCM 模式 ：當初級和次級電流不是同時為零時，電路處于 CCM 模式。這意味著在開關管關斷期間，變壓器中鐵芯中的磁能持續(xù)傳遞到次級，次級整流二極管一直有電流流過，確保負載獲得連續(xù)的功率供應。
DCM 模式 ：如果存在初級和次級電流同時為零的狀態(tài)，則電路處于 DCM 模式。在此模式下，開關管關斷后，變壓器存儲的磁能完全釋放，次級整流二極管電流降為零，負載電流出現(xiàn)間斷。
BCM 模式 ：工作模式介于 DCM 和 CCM 之間時，被稱為不連續(xù) - 連續(xù)混合模式（BCM）。這種模式通常出現(xiàn)在電路參數(shù)接近 DCM 和 CCM 邊界的情況。
（二）波形區(qū)別
變壓器初級電流波形 ：DCM 模式下呈現(xiàn)三角波形，電流從零線性上升至峰值后迅速下降回零；CCM 模式則表現(xiàn)為梯形波，電流在開關管導通期間線性上升，關斷期間逐漸下降，不會回到零。
次級整流管電流波形 ：與初級電流波形類似，DCM 模式為三角波，次級電流在磁能傳遞期間線性上升，之后迅速回落至零；CCM 模式為梯形波，次級電流在開關管關斷期間仍保持一段時間的導通，確保負載電流的連續(xù)性。
MOS 管的 Vds 波形 ：在 DCM 模式下，MOS 管關斷后，Vds 會從 Vin + Vf（Vf 是次級反射到原邊的電壓）的平臺值下降，并伴隨阻尼震蕩，這是由于變壓器漏感能量釋放和結電容諧振所致；而在 CCM 模式下，Vds 在下一個周期開通前一直維持在 Vin + Vf 的平臺上，沒有明顯的震蕩現(xiàn)象。
三、MOS 管開通與關斷瞬間的 Vds 波形分析
（一）DCM 模式
關斷瞬間 ：從 MOS 管的波形可以看出，MOS 管關斷時，其上的尖峰電壓可能遠超 Vin + Vf。這主要歸因于變壓器初級的漏感 Lk。漏感的電流變化會產(chǎn)生感應電動勢，且由于漏感能量無法通過磁芯耦合到次級，導致電壓急劇上升。為避免 MOS 管被尖峰電壓擊穿損壞，通常在初級側設計 RCD 吸收緩沖電路，將漏感能量先存儲在電容上，再通過電阻消耗掉。
次級電流歸零后 ：當變壓器次級電流降至零時，磁芯能量基本釋放完畢。次級整流管因電流為零而截止，相當于次級開路，輸出電壓不再反饋到初級。此時，由于 MOS 管 Vds 電壓高于輸入電壓 Vin，在電壓差作用下，MOS 管的結電容和初級漏感發(fā)生諧振。諧振電流對 MOS 管結電容放電，使 Vds 電壓開始下降。經(jīng)過約 1/4 諧振周期后，電壓又開始上升。不過，受 RCD 嵌位電路及其他寄生電阻影響，這個振蕩屬于阻尼振蕩，幅度會逐漸衰減。
（二）CCM 模式
在 CCM 模式下，MOS 管關斷時產(chǎn)生的尖峰電壓與 DCM 模式原理相似，但由于次級電流的連續(xù)性，關斷后不會出現(xiàn)后續(xù)的振蕩現(xiàn)象。這是因為次級整流管在開關管關斷期間仍能持續(xù)導通，為磁芯能量釋放提供通路，使得初級側電壓能夠平穩(wěn)維持在 Vin + Vf 水平，避免了因能量瞬間釋放導致的振蕩。
深入理解反激式開關電源的波形特性及其工作模式，對電源設計、調(diào)試和優(yōu)化具有重要意義，有助于提升電源的性能和可靠性。
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