开关电源基础知识拓展之正激反激介绍

一、变压器的同名端异名端

1、变压器

如图所示，变压器由初级线圈和次级线圈组成，初级线圈是指变压器的输入线圈，次级线圈是指变压器中的输出线圈。当交流电通过初级线圈时，它会产生一个磁场，这个磁场穿过变压器的铁芯，并且在次级线圈中产生感应电动势。这个电动势的大小取决于初级线圈和次级线圈之间的匝数比。

2、同名端和异名端

同名端观测相位相同，异名端观测相位相差180°。

同名端，是互感线圈之间的电流或电动势相位判别的依据。同名端具体指：当两个互感线圈通入电流，所产生的磁通方向相同时，两个线圈的电流流入段称为同名端，反之称为异名端。

#其中点了两个点的部位就是同名端，原边电压与副边电压 相位相同，输入电压与输出电压无相位差。

#其中原边电压与副边电压 相位相反，输入电压与输出电压相位差180°。

二、隔离式拓扑结构

2.1 正激变换器

单端正激变换器由BUCK电路演变而来，在BUCk电路中的开关管右边插入一个隔离变压器实现。

左侧为初级线圈，右侧为次级线圈。工作流程为：
当左侧开关管导通时，次级线圈产生上正下负（同名端）的感应电动势，次级线圈一侧的上方二极管导通，电流流经二极管-电感-电容后给负载供电。

当左侧开关管关闭时，电流由电感-电容后给负载供电。

注：为什么正激是三个线圈？

因为正激在开关管导通时磁芯充磁，而关断时，初级线圈会形成一个下正上负的反向电动势，同时线圈N与初级线圈Np极性相反，产生一个上正下负的电动势，这个电动势经由二极管消耗掉。

同时Nr线圈与初级线圈Np的电流方向是反向的，这样就可以释放掉铁芯中的电磁，不至于产生磁饱和，为下次充磁做准备。

2.2 反激变换器

反激变换器是由BUCK-BOOST变换器推演而来的。将BUCK-BOOST变换器中的电感替换成一个隔离变压器即可得到反激变换器。

相对于正激变换器，在线圈数量上少了一个线圈Nr，原因在于：在反激变换器中变压器它既是电感又是变压器，所以从电感的特性角度来考虑，它是不需要复位绕组线圈Nr的，电感就是一个储能的器件，它在MOS导通时储存能量，MOS关断时释放能量，所以一直处于平衡状态，因此不会饱和，不需要多余的线圈使其释放能量。

2.3 反激变换器的优缺点及应用

优点：

①、采用一个耦合电感器来充当隔离变压器并用于储能。

②、输入和输出地是隔离的。

③、利用占空比和匝数比来实现电压的降低或提升。

④、易于实现多个输出。

⑤、不需要采用一个单独的输出电感器。

⑥、最适合较低的功率级别。

缺点：

①、高输出纹波电流

②、高输入纹波电流

③、环路带宽可能受限于右半平面零点

应用：由于反激采用最简单的隔离式拓扑，因而具有最低的成本；使用了数量最少的功率组件：4个；并且是人们所了解、实现的数量最多而且得到最广泛支持的拓扑之一。因此在功率范围小于150W的应用而言反激变换器是上佳的选择。