Forward电路仿真分析

搭建了图1所示的Forward仿真电路。其中，输入电压Vin=24V，开关频率fs=50kHz，驱动脉冲占空比D=0.5，输出滤波电感L=100uH，滤波电容Co=100uF，负载电阻Ro=1.2Ω，变压器匝比N1:N2:N3=1:1:1。

图1 Forward仿真电路

对电路进行仿真，得到图2所示输出电压和输出电流波形。

图2 输出电压电流波形

开关电流波形如图3所示；

图3 开关电流波形

副边二极管D1电流波形如图4所示；

图4 二极管D1电流波形

副边二极管D2电流波形如图5所示；

图5 二极管D2电流波形

输出滤波电感电流波形如图6所示；

图6 输出滤波电感电流波形

输出纹波电压如图7所示；

图7 输出纹波电压

综上分析可知，在开关导通期间，输入直流源直接加在变压器原边，通过磁场耦合，变压器副边感生出上正下负的电压Vin，此电压使二极管D1导通，给电感L储能，同时向负载Ro供电，此阶段开关管流过电流Iswitch和电感电流IL均线性增加。开关断开期间，变压器各绕组电压反向，因D1承受反压，变压器副边电流为零，电感电流IL通过D2形成回路给负载供电；同时，绕组N3经过二极管D3将变压器磁场中储存的剩余能量释放，能量反馈给电源，此阶段电感电流IL线性下降。此时，输出电压Vo=Vin*D*N2/N1=12V，输出电流IR=10A，输出功率Po=120W。