反激變壓器其實(shí)是電感

最近重新翻看了《開關(guān)電源設(shè)計(jì)》［美 Abraham I. Pressman， Keith Billings， Taylor Morey著 ］，這本堪稱二十幾年來業(yè)界公認(rèn)最權(quán)威的電源設(shè)計(jì)指導(dǎo)著作，每次都能在我對電源設(shè)計(jì)感到迷惑時(shí)給我最本質(zhì)的知識傳遞！

本篇要提到的是關(guān)于反激變壓器設(shè)計(jì)時(shí)的一個(gè)認(rèn)知問題——在設(shè)計(jì)“反激變壓器”時(shí)，我們有一個(gè)思維定勢，即設(shè)計(jì)者把其當(dāng)成真正的變壓器來設(shè)計(jì)！而實(shí)際上，反激變壓器初次級電壓并不相關(guān)，次級繞組電壓只與負(fù)載有關(guān)！

反激變換器的基本電路如下圖所示：

工作原理

當(dāng)Q1導(dǎo)通時(shí)，所有的整流二極管都方向截止，輸出電容給負(fù)載供電。

T1相當(dāng)于一個(gè)純電感，流過Np的電流線性上升，達(dá)到峰值Ip；

當(dāng)Q1關(guān)斷時(shí)，所有繞組電壓反向，此反激電壓使輸出二極管進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，同時(shí)初級存儲能量傳送到次級，提供負(fù)載電流，同時(shí)給輸出電容充電（若次級電流在下一個(gè)周期開始前下降到零，則電路工作于斷續(xù)模式）

變壓器特性

對于變壓器，初級繞組上施加一定的電壓，次級繞組上就可以得到相應(yīng)的電壓，電壓比率與匝比相同，與輸出電流無關(guān)，其中一個(gè)很重要的特性就是初級與次級同時(shí)導(dǎo)通，集電流從初級繞組的正極性流進(jìn)，則同時(shí)從次級繞組的正極性流出。

“反激變壓器”其實(shí)是電感

對于反激變換器，開關(guān)管導(dǎo)通期間，電流流進(jìn)變壓器的初級繞組，而此時(shí)次級二極管不導(dǎo)通，故次級無電流流過，當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，初級電流停止，所有繞組電壓反向，使得輸出二極管導(dǎo)通并流過電流。

在導(dǎo)通與關(guān)斷的過程中，反激變換器的初次級繞組在不同的時(shí)刻導(dǎo)通并流過電流。對于這種不止一個(gè)繞組的電感，其工作原理是：初級與次級安匝比守恒（而不是像真正的變壓器一樣，電壓比守恒）。

例如，初級繞組100匝，開關(guān)管Q1關(guān)斷時(shí)的峰值電流為1A，存儲在初級的安匝數(shù)為100安匝，這個(gè)數(shù)值必須等于次級的安匝數(shù)，若次級繞組為10匝，則電流應(yīng)為10A，同樣，1匝的次級繞組將會有100A的峰值電流，1000匝則對應(yīng)于0.1A的峰值電流。

也正因?yàn)槿绱?，反激變換器的初次級繞組電壓并不相關(guān)，次級繞組電壓只與負(fù)載有關(guān)，假如該輸出10A電流的次級繞組與100Ω的負(fù)載相連，則可以在次級得到不可思議的1000V電壓，這也是反激變換器在高壓應(yīng)用場所得到普遍應(yīng)用的原因，這同時(shí)也說明了次級不得開路，否則會導(dǎo)致半導(dǎo)體器件損壞。當(dāng)次級幾個(gè)繞組同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，則所有的次級繞組的安匝數(shù)之和與初級安匝數(shù)守恒。

因此，反激變壓器的設(shè)計(jì)中，記住你不是在設(shè)計(jì)一個(gè)變壓器，而是有著多繞組的扼流圈！

責(zé)任編輯：haq