王洋赛，刘松涛，肖海龙，陶勇，荣 军,2



反激变换器电流连续和断续的比较研究

王洋赛1，刘松涛1，肖海龙1，陶勇1，荣 军1,2

（1.湖南理工学院信息与通信工程学院，湖南 岳阳 414006；2. 复杂工业物流系统智能控制与优化湖南省重点实验室，湖南 岳阳 414006）

根据单端反激变换器的电路和工作波形，推导了其在输出电流连续和不连续情况的工作原理，并且给出了在MATLAB/Simulink中的正激变换器的仿真模型和仿真结果。通过对仿真结果的分析得出以下结论：其优点是电路所用元器件少，电路简洁。其缺点如下：输出功率较小，稳定性较差，以及开关应力大，电路能量损耗较大。

反激变换器 电流连续 电流断续 建模与仿真

0 引言

目前只要涉及与电相关的行业，都少不了开关电源，说明开关电源与工业和农业息息相关。开关电源可分为非隔离与隔离两种形式，前者包括Buck、Boost 、Buck-boost、Zeta等电路，统称直流斩波电路；后者按照结构形式不同可分为正激式和反激式两大类。一般在小功率场合可选用反激式，稍微大一些可采用单管正激电路，反激式变换器由于结构简单，可以节省一个重量和体积与变压器一样的电感，因此在小功率电源场合中得到了很广的应用[1]。本文对单端反激变换电路进行了研究，首先对单端反激变换器在输出电流连续和不连续时的工作原理进行了详细分析，然后借助Simulink仿真软件对理论分析进行了建模和仿真研究，最后通过对仿真结果的分析，验证了理论分析的正确性，为其实际应用提供理论指导作用。

1 单端反激变换器的工作原理介绍

图1 单端反激电路原理图

(a) 电流连续时工作波形

(b) 电流不连续时工作波形

图2 单端反激变换器电流连续和不连续时波形图

有：

在1到2期间，磁通随着二次电流2线性减小，其减小量为：

由于稳态时，变压器铁心的磁通在导通和关断时总的变化量为零，因此可以得到

2 反激变换器在MATLAB/Simulink的建模与仿真

2.1反激变换器在MATLAB/Simulink中仿真模型

单端反激变换器电路在MATLAB/Simulink的仿真模型如图3所示[3-5]，其仿真模型参数设置分别如表1和表2所示，其中表1中的参数设置表示输出电流连续，表2中参数设置表示输出电流不连续。

图3 反激变换器的仿真模型

2.2仿真结果及其分析

根据图3所示的仿真模型给出正激变换器输出电流连续和不连续的情况下的仿真结果分别如图4和图5所示。其中图4(a) 和(b)分别为输出电流连续时的输出电压、输入电流以及输出电流仿真波形。从图4中的仿真结果可以看出，当占空比为0.8时，输出电流是连续的，输入对输出的影响较小，但是输出电压不稳定，开关应力大，输出功率较小，不能在大功率场合使用。

（a）输出电压

(b) 输入电流和输出电流

图5(a) 和(b)分别为输出电流不连续时的输出电压、输入电流以及输出电流仿真波形。从图5中的仿真结果可以看出，当占空比为0.4时，输出电流是不连续的，输出电压不稳定。

3 结束语

本文的研究可以得出单端反激变换器是隔离式变换器的最简单的一种拓扑结构。另外通过仿真结果分析可以知道，单端反激变换器的优点是电路所用元器件少，电路简洁。其缺点如下：输出功率较小，不能在大功率场合使用；输出电压不稳定，稳定性较差；开关应力大，电路能量损耗较大。

（a）输出电压

(b) 输入电流和输出电流

图5电流不连续时的仿真波形

[1] 王兆安, 刘进军. 电力电子技术(第5版)[M]. 北京:机械工业出版社, 2009.

[2] 叶斌. 电力电子应用技术[M]. 北京：清华大学出版社, 2006.

[3] 周晓华, 蓝会立, 张银,等. 直流电机神经元PID调速系统设计与仿真[J]. 计算技术, 2017, 36(1):23-26.

[4] 赵轩超, 荣军, 贺升国, 等. 组合式开关电源的建模与仿真研究[J]. 船电技术, 2015, 35(7): 72-75.

[5] 林辉, 荣军,周婷,罗方思,等.Cuk斩波电路在MATLAB中的建模与仿真[J]. 电子技术, 2015,（02）: 7-9.

Comparative Study of Continuous and Discontinuous Current of Flyback Converter

Wang Yangsai1, Liu Songtao1, Xiao Hailong1, Tao Yong1, Rong Jun1,2

（1.Department of Information and Communication Engineering, Hunan Institute of Science and Technology, Yueyang 414006, Hunan, China; 2.Key Laboratory of Hunan Province on Intelligent Control and Optimization of Complex Industrial Logistics System, Yueyang 414006, Hunan, China)

TM46

A

1003-4862（2018）01-0033-03

2017-10-15

湖南省科技计划项目经费资助（2016TP1021），2016年岳阳市科技计划项目和2017年岳阳市社会科学课题（2017y26）

王洋赛（1997-），男，本科在读。研究方向：信息与通信工程。