主回路-開關(guān)電源的分析

正激式：就是只有在開關(guān)管導(dǎo)通的時(shí)候，能量才通過變壓器或電感向負(fù)載釋放，當(dāng)開關(guān)關(guān)閉的時(shí)候，就停止向負(fù)載釋放能量。目前屬于這種模式的開關(guān)電源有：串聯(lián)式開關(guān)電源，buck拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)開關(guān)電源，激式變壓器開關(guān)電源、推免式、半橋式、全橋式都屬于正激式模式。

反激式：就是在開關(guān)管導(dǎo)通的時(shí)候存儲能量，只有在開關(guān)管關(guān)斷的時(shí)候釋放才向負(fù)載釋放能量。屬于這種模式的開關(guān)電源有：并聯(lián)式開關(guān)電源、boots、極性反轉(zhuǎn)型變換器、反激式變壓器開關(guān)電源。

正激變壓器--脈沖變壓器的原/付邊相位關(guān)系，確保在開關(guān)管導(dǎo)通，驅(qū)動脈沖變壓器原邊時(shí)，變壓器付邊同時(shí)對負(fù)載供電。

所謂正激式變壓器開關(guān)電源，是指當(dāng)變壓器的初級線圈正在被直流電壓激勵(lì)時(shí)，變壓器的次級線圈正好有功率輸出。

U1是開關(guān)電源的輸入電壓，N是開關(guān)變壓器，T是控制開關(guān)，L是儲能濾波電感，C是儲能濾波電容，D2是續(xù)流二極管，D3是削反峰二極管，RL是負(fù)載電阻。

在上圖中，需要特別注意的是開關(guān)變壓器初、次級線圈的同名端。如果把開關(guān)變壓器初線圈或次級線圈的同名端弄反，上圖就不再是正激式變壓器開關(guān)電源了

該電路的最大問題是：開關(guān)管T交替工作于通/斷兩種狀態(tài)，當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，脈沖變壓器處于空載狀態(tài)，其中儲存的磁能將被積累到下一個(gè)周期，直至電感器飽和，使開關(guān)器件燒毀。圖中的D3與N3構(gòu)成的磁通復(fù)位電路，提供了泄放多余磁能的渠道。

2.2. 單端反激式 Single F1yback Converter(單端反激式變壓器開關(guān)電源)

所謂反激式變壓器開關(guān)電源，是指當(dāng)變壓器的初級線圈正好被直流電壓激勵(lì)時(shí)，變壓器的次級線圈沒有向負(fù)載提供功率輸出，而僅在變壓器初級線圈的激勵(lì)電壓被關(guān)斷后才向負(fù)載提供功率輸出，這種變壓器開關(guān)電源稱為反激式開關(guān)電源。

反激式電路與正激式電路相反，脈沖變壓器的原/付邊相位關(guān)系，確保當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通，驅(qū)動脈沖變壓器原邊時(shí)，變壓器付邊不對負(fù)載供電，即原/付邊交錯(cuò)通斷。從電路原理圖上看，反激式與正激式很相象，表面上只是變壓器同名端的區(qū)別，但電路的工作方式不同，D3、N3的作用也不同。

反激式變壓器開關(guān)電源的輸出電壓為：

(1-110)式中，Uo為反激式變壓器開關(guān)電源的輸出電壓，Ui變壓器初級線圈輸入電壓，D為控制開關(guān)的占空比，n為變壓器次級線圈與初級線圈的匝數(shù)比。

2.3. 推挽 Push pull (變壓器中心抽頭)式

這種電路結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：對稱性結(jié)構(gòu)，脈沖變壓器原邊是兩個(gè)對稱線圈，兩只開關(guān)管接成對稱關(guān)系，輪流通斷，工作過程類似于線性放大電路中的乙類推挽功率放大器。

主要優(yōu)點(diǎn)：高頻變壓器磁芯利用率高(與單端電路相比)、電源電壓利用率高(與后面要敘述的半橋電路相比)、輸出功率大、兩管基極均為低電平，驅(qū)動電路簡單。

主要缺點(diǎn)：變壓器繞組利用率低、對開關(guān)管的耐壓要求比較高(至少是電源電壓的兩倍)。

2.4. 全橋式 Full Bridge Converter

這種電路結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：由四只相同的開關(guān)管接成電橋結(jié)構(gòu)驅(qū)動脈沖變壓器原邊。

圖中T1、T4為一對，由同一組信號驅(qū)動，同時(shí)導(dǎo)通/關(guān)端;T2、T3為另一對，由另一組信號驅(qū)動，同時(shí)導(dǎo)通/關(guān)端。兩對開關(guān)管輪流通/斷，在變壓器原邊線圈中形成正/負(fù)交變的脈沖電流。

主要優(yōu)點(diǎn)：與推挽結(jié)構(gòu)相比，原邊繞組減少了一半，開關(guān)管耐壓降低一半。

主要缺點(diǎn)：使用的開關(guān)管數(shù)量多，且要求參數(shù)一致性好，驅(qū)動電路復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)同步比較困難。這種電路結(jié)構(gòu)通常使用在1KW以上超大功率開關(guān)電源電路中。

2.5. 半橋式 Half Bridge Converter

電路的結(jié)構(gòu)類似于全橋式，只是把其中的兩只開關(guān)管(T3、T4)換成了兩只等值大電容C1、C2.

主要優(yōu)點(diǎn)：具有一定的抗不平衡能力，對電路對稱性要求不很嚴(yán)格;適應(yīng)的功率范圍較大，從幾十瓦到千瓦都可以;開關(guān)管耐壓要求較低。這種電路常常被用于各種非穩(wěn)壓輸出的DC變換器，如電子熒光燈驅(qū)動電路中。