开关电源拓扑结构之二正激式 vs反激式变换器

反激式DC-DC变换器

当功率开关管VT导通（即S闭合），输入电压Ui直接加到高频变压器初级绕组Np的两端，使初级电流Ip线性地增加。初级绕组的感应电动势为上“+”下“-”。初级电流Ip提供的能量以磁场能量的形式存储在高频变压器中。在此期间，根据电磁感应原理，高频变压器次级绕组Ns两端的感应电压为上“-”下“+”，使输出整流二极管VD截止。同时输出滤波电容C放电，为负载RL提供电流IO，电容C的放电电流I1与负载电流IO相等。

当功率开关管VT关断（即S断开）时，初级侧绕组电流突然中断，根据电磁感应的原理，此时在初级绕组上会产生反极性的感应电压（也称为反射电压UOR）。同时，高频变压器次级绕组NS也产生感应电压US，其极性是上“+”下“-”，因此输出整流二极管VD导通，从而产生次级绕组电流IS（即整流二极管VD的正向电流IF）。次级绕组电流IS对输出滤波电容C进行充电，并向负载RL提供电流。次级绕组电流Is为电容充电电流I2和负载电流IO的总和。

电压及电流波形图，Uc为功率开关管VT的集电极电压波形。Ip为初级绕组的电流波形，即VT集电极的电流波形。Is为次级绕组的电流波形，即整流二极管VD的电流波形。Us为次级绕组的电压波形。

正激式变换器

UI为直流输入电压，

T为高频变压器，其中NP为初级绕组，NS为次级绕组。高频变压器的初级绕组与次

原理图:次级绕组的极性相同，同名端位置如图中所示。NR为磁复位绕组，其匝数与NP相同,在VT关断期间，泄放励磁电流，使高频变压器磁复位。VT为功率开关管，VD1为整流二极管，VD2为续流二极管，二极管VD3为励磁电流提供泄放回路。L为输出滤波电感，C为输出滤波电容，UO为直流输出电压，RL为外部负载电阻。IF为续流二极管VD2的电流波形。

分析过程

当功率开关管VT导通（即S闭合）时，输入电压UI直接加到高频变压器初级绕组NP的两端>初级电流Ip线性地增加>Np感应电动势为上“+”下“-”>NR和NS两端的感应电压上“+”下“-” >二极管VD3截止，整流二极管VD1导通，续流二极管VD2截止>次级绕组NS产生的电压US施加到输出滤波电感L左端，形成线性增加的次级电流IS,电感储存的能量也在增加，L上的感应电动势为左“+”右“-”>IS为输出滤波电容C充电，并为负载RL提供输出电流IO。次级绕组电流IS为电容充电电流I1和负载电流IO的总和。

当功率开关管VT关断,初级侧绕组NP的电流突然中断，根据电磁感应的原理，此时在初级绕组上会产生反极性的感应电压。同时，高频变压器的磁复位绕组NR和次级绕组NS也同时产生极性为上“-”下“+”的感应电压。此时二极管VD3导通，整流二极管VD1截止。高频变压器的励磁电流IR将通过二极管VD3回馈到输入电源UI端，并线性的逐渐减小到零。因电感L中的电流不能突变，整流二极管VD1截止后，L将产生左“-”右“+”的感应电压，使续流二极管VD2导通，产生电流IF，储存在L中的磁能就转换为电能，经过由VD2构成的回路继续向负载RL供电。随着L中磁能的释放，IF逐渐减小，输出滤波电容C将产生放电电流I2，负载电流IO为流过电感的电流IF和电容放电电流I2的总和。