第八章 激波变换器(修订)。

简介：
正激变换器属于开关电源的一种类型，广泛应用于需要较大输出功率的场合，例如100W至300W级别的应用，尤其是在输出电压较低且电流超过5A的情况下。相比于反激变换器，正激变换器的电路结构更为简洁，元件数量更少，因此具有较高的性价比。然而，其在承受过载以及适应输入电压变化范围方面相对存在局限性。正激变换器的运行机制与反激变换器有着本质的区别。具体而言，当开关管Q导通时，初级绕组被视为电压源Uin的负载，电流从同相端流入，异相端流出；而次级绕组则充当输出滤波回路的驱动电源，电流从同相端流出并进入异相端。这种工作模式使得正激变换器可以被等效为一个隔离型Buck变换器。在理想状态下，若忽略开关管导通时的压降以及整流二极管的压降影响，正激变换器的等效输入电压等于输出电压乘以占空比D（即 INOUDnU××= 1）。但实际上，在实际应用中必须考虑到这些压降因素，从而导致实际输出电压略低于理论值。如果存在多个次级绕组，每个绕组的输出电压OiU可以通过计算其匝比和压降来确定, 例如: OiU=INPSiUDNN××-i3DU. 同时, 考虑变压器的漏感LKL和磁芯材料的相对磁导率rµ时, 正激变换器的等效高频变压器电路需要包含初级和次级绕组的漏感以及理想变压器的特性。初级绕组中的电流不仅包含反映次级电流的分量, 还包含与磁芯磁通变化相关的激磁电流。值得注意的是, 激磁电流与负载电流无关, 其大小主要受磁芯材料、输入电压以及导通时间的影响。正激变换器采用多种磁通复位方式来解决问题, 包括三绕组去磁、RCD吸收、双二极管去磁以及谐振去磁等方法。这些复位策略旨在消除因漏感引起的磁通存储现象, 从而防止磁芯饱和并确保变换器的稳定运行. 例如, 三绕组去磁法通过引入额外的绕组来消除剩磁; RCD吸收电路利用电容和二极管来吸收因磁通变化产生的能量; 双二极管去磁则利用两个二极管的不同导通状态来实现磁通复位的过程；而谐振去磁则利用谐振电路来平滑磁通的变化过程. 正激变换器作为一种重要的开关电源设计方案, 其工作原理、等效电路分析以及各种类型的磁通复位技术对于理解和设计这类变换器至关重要. 在实际应用中, 需要根据具体的使用场景选择合适的磁通复位方法并充分评估各种因素对性能的影响.