正激、反激式电源芯片解析

正激/反激式开关电源

与buck、boost开关电源不同，正激（Forward）或反激（Flyback）式开关电源属于隔离式开关电源，即输入与输出电路不共地。因此，正激与反激式开关电路中都有用到变压器来实现输入输出回路的电气隔离，这是两种开关电源的共同点，而两者的区别，主要体现在其电路的拓扑结构、工作原理、工作模式、使用环境上。

图1. 正激式开关电源结构

图1为正激式开关电源的示意图，正激式开关电源可以看作是在buck开关电源中插入变压器，其中变压器上有三个绕组，分别是原边绕组N1，副边绕组N2，以及复位绕组N3。

其工作过程为：当开关K1导通，电源为N1充磁，铁芯磁化，转化为副边绕组N2上的电压为：Ui/N1*N2，且整流二极管D1导通，续流二极管D2截止，流过滤波电感L的电流线性增加；

当开关K1断开，原边和副边绕组中没有电流流过，变压器通过复位绕组进行磁复位，励磁电流从复位绕组N3经过二极管D3回馈到电源，且线性减小，直至完成磁复位。在此过程中，整流二极管D1关断，滤波电感电流通过续流二极管D2续流。

当所有绕组中均没有电流时，他们的电压均为零，而滤波电感上的电流继续通过二极管D2续流。

对于上述过程中的磁复位，是由于正激开关电源在工作过程中若不进行磁复位，其变压器上的磁通将不断增加，最后导致磁饱和而损坏。

正激式开关电源输出电压的瞬态控制特性和输出电压负载特性较好，工作比较稳定，适用于输出电压参数要求较高的场合。

图1. 正激式开关电源结构

图2为反激式开关电源的示意图，反激式开关电源有原边绕组和副边绕组，两边绕组要紧密耦合。反激式开关电源电路简洁，使用元器件少。

反激式开关电源有电流连续和断续两种工作方式。

其工作过程为：当开关K1导通，电源为变压器的原边电感充磁，铁芯磁化，由于变压器原边与副边极性相反，从而导致二极管D截止，负载电流由滤波电容CF提供。

当开关K1断开，原边绕组开路，副边绕组的感应电动势反向，二极管D导通，储存在变压器中的能力通过D释放，给CF补充损失的能量，并给负载供电。此过程中，变压器磁芯去磁，磁通线性减小。

综上，反激式开关电源可以看作一个带变压功能的电感，是一个buck-boost电路，正激式开关电源式只有变压功能，可以看成带变压器的buck电路。

在结构上，副边第一个整流二极管的负端接电解电容的为反激式，接电感的是正激式。

在工作原理上，正激式开关电源是原边工作时，副边也工作，副边不工作时也有续流电感续流，且一般工作在电流连续模式。反激式开关电源是原边工作，副边不工作，一般工作在电流不连续模式，较适用于中小功率情况。

正激式开关电源为避免变压器磁饱和，故需要增加磁复位绕组，反激式开关电源在原边不工作时，副边可以提供磁芯一个复位电压，因此不需要额外的磁复位绕组。

反激式开关电源主要用在150w~200w以下的情况，正激则用在150w到几百瓦之间，由于生活中100w以下的电源比较常见，因此反激式开关电源用处更多。