一文解析正激式轉(zhuǎn)換器電路

有多種電路或方法可用于構(gòu)建開關(guān)模式電源（SMPS）。SMPS用于從未穩(wěn)壓直流電源產(chǎn)生受控和隔離的直流電壓。正激式轉(zhuǎn)換器電路類似于反激式轉(zhuǎn)換器電路，但它比反激式轉(zhuǎn)換器電路更有效。正激式轉(zhuǎn)換器主要用于需要更高功率輸出（在100至200瓦范圍內(nèi)）的應(yīng)用。

正激轉(zhuǎn)換器基本上是一個集成了變壓器的DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器。如果變壓器有多個輸出繞組，您甚至可以增加或減少輸出電壓。它還為負(fù)載提供電氣隔離。

正激變換電路由具有高速開關(guān)裝置的控制電路、初級側(cè)連接到控制電路的變壓器和次級側(cè)連接到濾波電路的變壓器組成。變壓器次級繞組的整流輸出連接到負(fù)載。

根據(jù)上面的框圖，當(dāng)開關(guān)導(dǎo)通時，輸入施加到變壓器的初級繞組，并在變壓器的次級繞組處出現(xiàn)電壓。因此，變壓器繞組的點(diǎn)極性為正，因此二極管D1正向偏置。然后，變壓器的輸出電壓被饋送到連接到負(fù)載的低通濾波電路。當(dāng)開關(guān)關(guān)閉時，變壓器繞組中的電流降至零（假設(shè)變壓器是理想的）。

正激式和反激式轉(zhuǎn)換器的區(qū)別

正激式轉(zhuǎn)換器電路圖

正激變換電路的工作原理

模式 I：供電模式

當(dāng)晶體管處于ON狀態(tài)時，正激轉(zhuǎn)換器據(jù)說處于上電模式。在這種情況下，電源電壓連接到變壓器的初級側(cè)繞組，二極管D1在此條件下也正向偏置。二極管D2在這種情況下不會導(dǎo)通，因為它將保持反向偏置。當(dāng)晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)時，兩個繞組同時開始導(dǎo)通。變壓器二次側(cè)的輸出取決于變壓器的匝數(shù)比（Np / Ns）。并且，該輸出電壓施加到由L-C濾波器組成的次級電路。如果是理想的變壓器，負(fù)載處的最大接收輸出電壓為：

(Ns / Np) * Edc

其中，Edc 是輸入電源電壓

Np 是否定的。初級繞組數(shù)量

Ns 不是。次級繞組數(shù)量

模式II：續(xù)流模式

當(dāng)晶體管處于關(guān)斷狀態(tài)時，正激轉(zhuǎn)換器表示處于續(xù)流模式。當(dāng)晶體管關(guān)閉時，變壓器繞組的電流降至零（理想情況下）。在這種情況下，D1將被反向偏置，因此將電路的輸出部分與變壓器和輸入分開。然而，次級側(cè)的電感保持連續(xù)的電流流過續(xù)流二極管D2。當(dāng)輸入分離時，輸入端沒有功率流，但負(fù)載電壓仍由充電電容和電感保持幾乎恒定。電感和電容器中存儲的能量緩慢消散到負(fù)載中。在完全耗散之前，晶體管再次導(dǎo)通以結(jié)束續(xù)流模式，并將負(fù)載電壓的大小保持在所需的容差范圍內(nèi)。仿真上述電路后，我們將得到如下所示的輸出波形：

正激式轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率在 100 kHz 或更高的范圍內(nèi)。