關(guān)于開(kāi)關(guān)電源正激與反激的區(qū)別在哪里及工作原理、應(yīng)用等分析-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2019-07-01
了解開(kāi)關(guān)電源正激與反激的區(qū)別之前，我們先了解一下正激與反激的一些基礎(chǔ)知識(shí)。正激是一種開(kāi)關(guān)電源技術(shù)。正激式開(kāi)關(guān)電源是指使用正激高頻變壓器隔離耦合能量的開(kāi)關(guān)電源，與之對(duì)應(yīng)的有反激式開(kāi)關(guān)電源。
正激具體所指當(dāng)開(kāi)關(guān)管接通時(shí)，輸出變壓器充當(dāng)介質(zhì)直接耦合磁場(chǎng)能量，電能轉(zhuǎn)化為磁能，磁能又轉(zhuǎn)化為電能，輸入輸出同時(shí)進(jìn)行。正激式開(kāi)關(guān)電源中結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，但輸出功率比反激式開(kāi)關(guān)電源大了許多，所以得到廣泛應(yīng)用。
優(yōu)點(diǎn)： 功率比反激式開(kāi)關(guān)電源大，輸出變壓器利用率高，適用于100W－300W的開(kāi)關(guān)電源。
缺點(diǎn)： 需要增加反電動(dòng)勢(shì)繞組，或拓補(bǔ)驅(qū)動(dòng)，次級(jí)多加1個(gè)整流電感，成本高。
正激式變壓器開(kāi)關(guān)電源輸出電壓的瞬態(tài)控制特性和輸出電壓負(fù)載特性，相對(duì)來(lái)說(shuō)比較好，因此，工作比較穩(wěn)定，輸出電壓不容易產(chǎn)生抖動(dòng)，在一些對(duì)輸出電壓參數(shù)要求比較高的場(chǎng)合，經(jīng)常使用。所謂正激式變壓器開(kāi)關(guān)電源，是指當(dāng)變壓器的初級(jí)線(xiàn)圈正在被直流電壓激勵(lì)時(shí)，變壓器的次級(jí)線(xiàn)圈正好有功率輸出。
由上三張圖可知，反激的變壓器可以看作一個(gè)帶變壓功能的電感，是一個(gè)buck-boost電路。正激的變壓器是只有變壓功能，整體可以看成一個(gè)帶變壓器的buck電路。二次側(cè)接第一個(gè)整流二極管的負(fù)端接電解電容的是反擊，接電感的是正激。
總地來(lái)說(shuō)，正激反激工作原理不同，正激是初級(jí)工作次級(jí)也工作，次級(jí)不工作有續(xù)流電感續(xù)流，一般是CCM模式。功率因數(shù)一般不高，而且輸入輸出和變比占空比成比例。反激是初級(jí)工作，次級(jí)不工作，兩邊獨(dú)立開(kāi)來(lái),一般DCM模式下，理論上是單位功率因數(shù)，但是變壓器的電感會(huì)比較小，而且需要加氣隙,所以一般適合中小功率情況.一般的電源書(shū)都會(huì)有具體的介紹和設(shè)計(jì)公式。
正激變壓器是理想的，不儲(chǔ)能，但是由于勵(lì)磁電感（Lp）是有限值，勵(lì)磁電流使得磁芯B會(huì)大，為避免磁通飽和，變壓需要輔助繞組進(jìn)行磁通復(fù)位；反激變壓器工作形式可以看做耦合電感;電感先儲(chǔ)能，再放能。由于反激變壓器的輸入、輸出電壓極性相反，固當(dāng)開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)之后，次級(jí)可以提供磁芯一個(gè)復(fù)位電壓，因而反激變壓器不需額外增加磁通復(fù)位繞組。
正激式是開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)變壓器次級(jí)電路工作,反激式是開(kāi)關(guān)管截止時(shí)變壓器次級(jí)電路工作(開(kāi)關(guān)截止，主級(jí)能量傳遞給次級(jí)，次級(jí)工作開(kāi)關(guān)閉合，主級(jí)電感線(xiàn)圈存儲(chǔ)能量)。 正激式開(kāi)關(guān)電源輸出必需有續(xù)流二極管而反激式?jīng)]有（它們的變壓器繞法也不一樣。反激式變壓器初次極工作時(shí)間相反而正激式初次極工作時(shí)間相同）正激跟反激相比最大的問(wèn)題的用的器件更多，雖然好像沒(méi)多幾個(gè)，但都是必不可少，而且成本都是很高的。電路比反激式變壓器開(kāi)關(guān)電源多用一個(gè)大儲(chǔ)能濾波電感，以及一個(gè)續(xù)流二極管。 正激式變壓器開(kāi)關(guān)電源輸出電壓受占空比的調(diào)制幅度，相對(duì)于反激式變壓器開(kāi)關(guān)電源來(lái)說(shuō)要低很多，因此，正激式變壓器開(kāi)關(guān)電源要求調(diào)控占空比的誤差信號(hào)幅度比較高，誤差信號(hào)放大器的增益和動(dòng)態(tài)范圍也比較大。
正激式變壓器開(kāi)關(guān)電源為了減少變壓器的勵(lì)磁電流，提高工作效率，變壓器的伏秒容量一般都取得比較大，并且為了防止變壓器初級(jí)線(xiàn)圈產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)把開(kāi)關(guān)管擊穿，正激式變壓器開(kāi)關(guān)電源的變壓器要比反激式變壓器開(kāi)關(guān)電源的變壓器多一個(gè)反電動(dòng)勢(shì)吸收繞組，因此，正激式變壓器開(kāi)關(guān)電源的變壓器的體積要比反激式變壓器開(kāi)關(guān)電源的變壓器的體積大。
正激式變壓器開(kāi)關(guān)電源還有一個(gè)更大的缺點(diǎn)是在控制開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)，變壓器初級(jí)線(xiàn)圈產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)電壓要比反激式變壓器開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)電壓高。因?yàn)橐话阏な阶儔浩鏖_(kāi)關(guān)電源工作時(shí)，控制開(kāi)關(guān)的占空比都取在0.5左右，而反激式變壓器開(kāi)關(guān)電源控制開(kāi)關(guān)的占空比都取得比較小。
反激式：反激式開(kāi)關(guān)電源是指使用反激高頻變壓器隔離輸入輸出回路的開(kāi)關(guān)電源。“反激”指的是在開(kāi)關(guān)管接通的情況下，當(dāng)輸入為高電平時(shí)輸出線(xiàn)路中串聯(lián)的電感為放電狀態(tài)；相反，在開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)的情況下，當(dāng)輸入為高電平時(shí)輸出線(xiàn)路中的串聯(lián)的電感為充電狀態(tài)。
變壓器的一次和二次繞組的極性相反，這大概也是Flyback名字的由來(lái)： a.當(dāng)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，變壓器原邊電感電流開(kāi)始上升，此時(shí)由于次級(jí)同名端的關(guān)系，輸出二極管截止，變壓器儲(chǔ)存能量，負(fù)載由輸出電容提供能量。 b.當(dāng)開(kāi)關(guān)管截止時(shí)，變壓器原邊電感感應(yīng)電壓反向，此時(shí)輸出二極管導(dǎo)通，變壓器中的能量經(jīng)由輸出二極管向負(fù)載供電，同時(shí)對(duì)電容充電，補(bǔ)充剛剛損失的能量。 反激電路的演變： 可以看作是隔離的Buck/Boost電路:
在反激電路中，輸出變壓器T除了實(shí)現(xiàn)電隔離和電壓匹配之外，還有儲(chǔ)存能量的作用，前者是變壓器的屬性，后者是電感的屬性，因此有人稱(chēng)其為電感變壓器，有時(shí)我也叫他異步電感。
開(kāi)關(guān)電源正激與反激的區(qū)別如下：
（一）主要區(qū)別
正激反激主要區(qū)別在高頻變壓器的工作方式不同但他們?cè)谕幌笙奚稀Ｕな钱?dāng)變壓器原邊開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)同時(shí)能量被傳遞到負(fù)載上，當(dāng)開(kāi)關(guān)管截止是變壓器的能量要通過(guò)磁復(fù)位電路去磁。反激是和正激相反，當(dāng)原邊開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)給變壓器存儲(chǔ)能量。但能量不會(huì)加在負(fù)載上，當(dāng)開(kāi)關(guān)管截止時(shí)，變壓器的能量釋放到負(fù)載側(cè)。正激開(kāi)關(guān)電源，后面多的那個(gè)二級(jí)管是續(xù)流二級(jí)管，一般輸出部分還會(huì)多加一個(gè)儲(chǔ)能電感，正激和反激最重要的區(qū)別是變壓器初次級(jí)的相位是反相的。
（二）最大區(qū)別
正激與反激的工作最大區(qū)別是，當(dāng)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，正激的輸出主要靠?jī)?chǔ)能電感和續(xù)流二級(jí)管來(lái)維持輸出，而反激的輸出主要靠變壓器次級(jí)釋放能量來(lái)維持輸出。正激電路不宜做多路輸出，正激電路要用脈寬調(diào)整做穩(wěn)壓必須在次極整流以后串電感，不然輸出電壓主要由輸入決定，與脈寬影響不大，脈寬只影響輸出紋波。如用正激電路做多路輸出原理上存在的問(wèn)題：如每路輸出不用電感，那么對(duì)輸入變化沒(méi)有穩(wěn)壓作用，且沒(méi)有開(kāi)關(guān)電源應(yīng)有的安全性。如果每路加電感：那么輸出電壓在理論上與負(fù)載大小有關(guān)，不參與反饋的回路就不正。
反激電路在原理上就適合多路輸出穩(wěn)壓。反激電路首先儲(chǔ)能，后把能量按各路的電壓比率供應(yīng)給每一路，先可以認(rèn)為每路的輸出比例是不變的（實(shí)際有誤差看下面），按電流誰(shuí)需要多給誰(shuí)多的原則分配。
（三）應(yīng)用區(qū)別
正激式變壓器不蓄積能量，只擔(dān)負(fù)偶合傳輸,反激式變壓器需把開(kāi)通過(guò)程中的能量蓄積在本身，關(guān)斷過(guò)程中再釋放：正激式繞組同相位，反激式繞組反相；正激式變壓器不用調(diào)節(jié)電感值，反激式需調(diào)節(jié)。正激式工作存在剩磁為防飽和需消磁電路，本身不蓄能需要蓄能線(xiàn)圈和續(xù)流二極管，反激式不用。
反激主要用在150-200瓦以下的情況，正激則用在150w到幾百瓦之間。之所以反激更廣范就是因?yàn)槲覀內(nèi)粘Ｖ?00w以下的電源比較常見(jiàn)，應(yīng)用比較常見(jiàn)，所以也就比較廣泛啦。原理就是一個(gè)通過(guò)儲(chǔ)能再通過(guò)變比進(jìn)行變壓的，一個(gè)是直接通過(guò)變比進(jìn)行變壓的。正激初級(jí)繞組同名端都是正極所以叫正激，反激一個(gè)在正，一個(gè)在負(fù)所以叫反激。
反激式可做小功率，成本低，調(diào)試相對(duì)簡(jiǎn)單些，所以在小功率電源中常用。它們的區(qū)別: 主變壓器方面, 正激的需增加消磁繞組，當(dāng)然也有的用增加兩個(gè)二極管在主繞組進(jìn)行消磁，無(wú)論如何正激電源必須增加消磁回路。反激不用增加輸出儲(chǔ)能電感，因?yàn)槟芰磕軆?chǔ)存在次級(jí)線(xiàn)圈中 ，正激須增加輸出儲(chǔ)能電感，且整流部分需增加續(xù)流二極管。
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