單端反激式開關電源變壓器設計的基本工作原理

反激式變壓器的基本工作原理

圖一(a)為反激式變壓器的工作原理圖，其中，開關管VT1的導通和截止使得原邊繞組線圈產生交變電流信號。當原邊繞組導通期間，次級繞組輸出電壓為上負下正，整流二極管VD1和VD2截止，輸出電容Co和Cf放電;當原邊繞組截止時次級輸出電壓為上正下負，整流二極管VD1和VD2導通，輸出電容Co和Cf充電，與正激式電路充放電過程相反。可以從輸入輸出電壓、電流波形關系圖一(b)中得出DCM模式下的工作過程。其中PWM、UDS、IDl，IF1、Io1、Uo2分別為開關管VT1柵極脈寬調制信號、漏源極電壓、整流二極管VD1和VD2電流、負載輸出端Co正極性端電壓波形、反饋輸出端Cf正極性端電壓波形。

圖一：反激式變壓器的基本工作原理圖單激式變壓器開關電源的工作原理

所謂單激式變壓器開關電源，是指開關電源在一個工作周期之內，變壓器的初級線圈只被直流電壓激勵一次。一般單激式變壓器開關電源在一個工作周期之內，只有半個周期向負載提供功率(或電壓)輸出。當變壓器的初級線圈正好被直流電壓激勵時，變壓器的次級線圈也正好向負載提供功率輸出，這種變壓器開關電源稱為正激式開關電源；當變壓器的初級線圈正好被直流電壓激勵時，變壓器的次級線圈沒有向負載提供功率輸出，而僅在變壓器初級線圈的激勵電壓被關斷后才向負載提供功率輸出，這種變壓器開關電源稱為反激式開關電源。

圖二：單激式變壓器開關電源的工作原理圖

圖二是單激式變壓器開關電源的最簡單工作原理圖。圖二中，Ui是開關電源的輸入電壓，T是開關變壓器，K是控制開關，R是負載電阻。

當控制開關K接通的時候，直流輸入電壓Ui首先對變壓器T的初級線圈N1繞組供電，電流在變壓器初級線圈N1繞組的兩端會產生自感電動勢e1;同時，通過互感M的作用，在變壓器次級線圈N2繞組的兩端也會產生感應電動勢e2；當控制開關K由接通狀態突然轉為關斷狀態的時候，電流在變壓器初級線圈N1繞組中存儲的能量(磁能)也會產生反電動勢e1;同時，通過互感M的作用，在變壓器次級線圈N2繞組中也會產生感應電動勢e2。因此，在控制開關K接通之前和接通之后，在變壓器初、次級線圈中感應產生的電動勢方向是不一樣的。

圖三：反激式開關電源電路圖