反激式開關(guān)電源是指使用反激高頻變壓器隔離輸入輸出回路的開關(guān)電源?！胺醇ぁ敝傅氖窃陂_關(guān)管接通的情況下，當(dāng)輸入為高電平時(shí)輸出線路中串聯(lián)的電感為放電狀態(tài);相反，在開關(guān)管斷開的情況下，當(dāng)輸入為高電平時(shí)輸出線路中的串聯(lián)的電感為充電狀態(tài)。與之相對(duì)的是“正激”式開關(guān)電源，當(dāng)輸入為高電平時(shí)輸出線路中串聯(lián)的電感為充電狀態(tài)，相反當(dāng)輸入為高電平時(shí)輸出線路中的串聯(lián)的電感為放電狀態(tài)，以此驅(qū)動(dòng)負(fù)載。

反激式開關(guān)電源原理--工作模式

反激式開關(guān)電源的電路結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，在小功率電路中應(yīng)用非常廣泛，在15kw光伏逆變器中用到的兩個(gè)電源都是這種結(jié)構(gòu)。反激式開關(guān)電源有三種工作模式：連續(xù)模式、非連續(xù)模式以及臨界模式。在非連續(xù)工作模式中，功率管零電流開通，開通損耗小，而副邊二極管零電流關(guān)斷，可以不考慮反向恢復(fù)問題，對(duì)EMC會(huì)有一些好處。

反激式開關(guān)電源電路圖（一）

在開關(guān)芯片的漏極D 側(cè)可以利用VDZ 和VD 兩個(gè)二極管對(duì)高頻變壓器的漏感產(chǎn)生的尖峰電壓進(jìn)行箝位，可保護(hù)μ的D-S 極間不被擊穿。例如VDZ 可以選用瞬態(tài)電壓抑制器P6K200， 其反向擊穿電壓為200 V.VD 采用反向耐壓為600 V 的UF4005（＄0.0444） 型超快恢復(fù)二極管，亦稱阻塞二極管。

圖6給出了由TOPSwitch 構(gòu)成的反激式電源的原理圖。其工作過程如下： 輸入交流電經(jīng)整流橋BR1 整流后再經(jīng)電容C1 濾波，變?yōu)槊}動(dòng)的直流電。反激式變壓器與TOPSwitch 將存儲(chǔ)于電容C1 的能量傳遞給負(fù)載。當(dāng)TOPswitch 開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電容C1兩端的電壓加到反激變壓器的原邊，流過原邊繞組的電流線性增加（ 如若在MOSFET 開關(guān)管導(dǎo)通的瞬間變壓器副邊電流不為零，則由于副邊感應(yīng)電勢(shì)反向，二極管D2 截止，副邊電流變?yōu)榱悖欢判緝?nèi)的能量不能突變，故原邊電流躍變?yōu)楦边呺娏鞯?/ K，K 為變壓器變比），變壓器儲(chǔ)存能量; 當(dāng)MOSFET 開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，電感原邊電流由于沒有回路（ 此時(shí)，穩(wěn)壓管VR1的擊穿電壓因高于原變壓器的感應(yīng)電勢(shì)而截止） 而突變?yōu)榱悖儔浩魍ㄟ^副邊續(xù)流，副邊電流為TOPswitch 開關(guān)管關(guān)斷時(shí)原邊電流的K 倍，副邊繞組通過二極管D2 對(duì)電容C2 充電，此后，流過變壓器副邊的電流線性下降。二極管D1 與穩(wěn)壓管VR1 并接于變壓器的原邊以吸收由于變壓器原邊的漏感而產(chǎn)生的高壓毛刺。電阻R1、穩(wěn)壓管V R2、光耦U2 與電容C5 構(gòu)成了電壓反饋電路以保證輸出電壓穩(wěn)定。電阻R2 與VR2 構(gòu)成一假負(fù)載，以保證當(dāng)電源空載或輕載時(shí)輸出電壓穩(wěn)定。電感L1 與電容C3 構(gòu)成LC 濾波器以防止輸出電壓脈動(dòng)過大。二極管D3 與電容C4 構(gòu)成一整流電路以提供光耦U2 光電三極管的偏置電壓。電感L2 、電容C6 和C7 用于降低系統(tǒng)的電磁干擾（ EMI） 。

圖6 反激式電源的應(yīng)用原理圖

圖7分別給出了輸入電壓220 V （ 交流），輸出功率為40 W; 輸入電壓85 V （ 交流），輸出功率為24 W和輸入電壓85 V（ 交流），輸出功率為40 W 時(shí)的輸出電壓波形。

圖7 不同電壓輸入條件下的電壓仿真輸出波形

反激式開關(guān)電源電路圖（二）

單端反激式開關(guān)電源的典型電路如圖三所示。電路中所謂的單端是指高頻變換器的磁芯僅工作在磁滯回線的一側(cè)。所謂的反激，是指當(dāng)開關(guān)管VT1 導(dǎo)通時(shí)，高頻變壓器Ｔ初級(jí)繞組的感應(yīng)電壓為上正下負(fù)，整流二極管VD1處于截止?fàn)顟B(tài)，在初級(jí)繞組中儲(chǔ)存能量。當(dāng)開關(guān)管VT1截止時(shí)，變壓器Ｔ初級(jí)繞組中存儲(chǔ)的能量，通過次級(jí)繞組及VD1 整流和電容Ｃ濾波后向負(fù)載輸出。

單端反激式開關(guān)電源是一種成本最低的電源電路，輸出功率為20－100Ｗ，可以同時(shí)輸出不同的電壓，且有較好的電壓調(diào)整率。唯一的缺點(diǎn)是輸出的紋波電壓較大，外特性差，適用于相對(duì)固定的負(fù)載。

單端反激式開關(guān)電源使用的開關(guān)管VT1 承受的最大反向電壓是電路工作電壓值的兩倍，工作頻率在20－200kHz之間。

反激式開關(guān)電源電路圖（三）

控制電路基于7535+431+817的方案，調(diào)節(jié)環(huán)路參數(shù)，使其滿足參數(shù)要求。R104，C16和D9組成RCD吸收電路，吸收漏感能力。R81，R82和C19組成整流管的吸收電路，可以降低輻射EMC。

調(diào)大C16，可以降低Vds的過沖電壓，調(diào)低R104可以更充分地吸收漏感能量，過低會(huì)造成過吸收，增大系統(tǒng)熱功耗，“相生相克”。

圖一過壓保護(hù)

圖二控制電路

反激式開關(guān)電源電路圖（四）

開關(guān)電源電路圖如圖2所示。在此功率轉(zhuǎn)換電路中，采用單端反激式變換器，單端是因?yàn)槠涓哳l變壓器的磁芯只工作在第一象限。按變壓器的副邊開關(guān)整流器二極管的接線方式不同，單端變換器可分為兩種：正激式與反激式。原邊主功率開關(guān)管與副邊整流管的開關(guān)狀態(tài)相反（開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，副邊的整流二極管截止）稱為單端反激式。當(dāng)原邊加到高電平激勵(lì)脈沖使Q1導(dǎo)通，直流輸入高頻變壓器的原邊兩端，此時(shí)因副邊是上負(fù)下正，使整流二極管截止;當(dāng)驅(qū)動(dòng)脈沖為低電平使Q1截止，原邊兩端極性反向，使副邊繞組兩端變?yōu)樯险仑?fù)，則整流二極管被正向?qū)?，此后變壓器副邊的磁能向?fù)載釋放。因此單端反激式變換器只是在原邊Q1導(dǎo)通時(shí)儲(chǔ)存能量，當(dāng)它截止時(shí)才向負(fù)載釋放，故高頻變壓器在開關(guān)過程中，既起變壓隔離作用，又是電感儲(chǔ)能元件。

在交流電源的輸入端接入的電磁干擾濾波器，由共模扼流圈L1、C2和C3構(gòu)成，C2和C3的中點(diǎn)應(yīng)接地，用來抑制共模干擾.C1用來濾波，濾除串模干擾，電容量較大。鑒于開關(guān)管 BU508A在關(guān)斷的瞬間，高頻變壓器的漏感會(huì)產(chǎn)生尖峰電壓，利用C8、R3和D1組成鉗位電路，C9的作用是濾除開關(guān)管集電極的尖峰電壓，決定自動(dòng)重啟動(dòng)頻率，C9和R4一起對(duì)控制回路進(jìn)行補(bǔ)償，同時(shí)C9和R4還起原邊快速?gòu)?fù)位的作用，能有效的保護(hù)開關(guān)管不被損壞。

圖2 開關(guān)電源電路圖

反激式開關(guān)電源電路圖（五）

圖1所示為常規(guī)的硬開關(guān)反激式轉(zhuǎn)換器電路。這種不連續(xù)模式反激式轉(zhuǎn)換器（DCM）一個(gè)工作周期分為三個(gè)工作區(qū)間：（t0~t1）為變壓器向負(fù)載提供能量階段，此時(shí)輸出二極管導(dǎo)通，變壓器初級(jí)的電流通過NpNs的耦合流向輸出負(fù)載，逐漸減小。

MOSFET電壓由三部分疊加而成：輸入直流電壓VDC、輸出反射電壓VFB、漏感電壓VLK。到t1時(shí)刻，輸出二極管電流減小到0，此時(shí)變壓器的初級(jí)電感和和寄生電容構(gòu)成一個(gè)弱阻尼的諧振電路，周期為2πLC。在停滯區(qū)間（t1~t2），寄生電容上的電壓會(huì)隨振蕩而變化，但始終具有相當(dāng)大的數(shù)值。當(dāng)下一個(gè)周期t2節(jié)點(diǎn)，MOSFET導(dǎo)通時(shí)間開始時(shí)，寄生電容（COSS和CW）上電荷會(huì)通過MOSFET放電，產(chǎn)生很大的電流尖峰。由于這個(gè)電流出現(xiàn)時(shí)MOSFET存在一個(gè)很大的電壓，該電流尖峰因此會(huì)做成開關(guān)損耗。此外，電流尖峰含有大量的諧波含量，從而產(chǎn)生EMI。

反激式開關(guān)電源電路圖（六）

單端反激開關(guān)電源采用的是穩(wěn)定性很好的雙環(huán)路反饋的控制系統(tǒng)，所以它可以通過開關(guān)電源的PWM迅速調(diào)整脈沖占空比，從而在每一個(gè)周期內(nèi)對(duì)前一個(gè)周期的輸出電壓和低級(jí)線圈充磁峰值電流進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。這種反饋控制電路的最大特點(diǎn)是：在輸進(jìn)電壓和負(fù)載電流變化較大時(shí)，具有更快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，自動(dòng)限制負(fù)載電流，補(bǔ)償電路簡(jiǎn)單。