2.隔離輸出的反激式變換器電壓和電流關係

如果將圖一中的電感換成耦合電感，使輸入和輸出加在不同的繞組上，得到圖四a所示的電路。為了方便討論，我們假設L1和L2的線圈匝比為n
，耦合係數為1。當開關閉合時，電源輸入端向電感L1中存儲能量，根據同名端的關係
，L2中感應出上正下負的電壓
，二極管D反偏。在開關關斷前的一瞬間，L1中的電流上升到最大值，在開關關斷瞬間，L1與輸入端沒有通路

，為了阻止磁通量的突變，L2上的電壓反向，使得輸出二極管正偏導通，存儲在磁芯中的磁場能轉移到輸出電容和負載中。
圖四ageichudedianlujiushilixianshifanjibianhuanqidechuxingle，zaishijiyingyongzhong，womenwangwangbakaiguanguanfangzaidianyuanshurudefuduan，bingqieshuchuweishangzhengxiafukanqilaiyebijiaoxiguan，yushidedaoletusib所示的反激式變換器基本結構。

首先我們討論圖四b所示電路中L1和L2中的電流
，圖五給出了相應的波形圖。開關關斷瞬間

，磁通量不能突變，所以L2中的電流等於關斷前一瞬間L1電流值的n倍(n為L1和L2線圈匝比)。開關閉合瞬間，為了阻止磁通量突變，L1中電流等於閉合前一瞬間L2中電流的1/n.。又因為在開關閉合期間和開關斷開期間L1和L2中電流都是線性變化的，所以我們可以得出如下的關係式：


從上麵的關係式進一步得到：


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上麵式子中的n=N1/N2，其中N1為L1的線圈匝數，N2為L2的線圈匝數。
接下來討論L1和L2的電壓關係，圖六給出了相應的波形圖。開關閉合期間

，根據同名端和匝比的關係，L2上感應出上負下正的電壓，大小為Vin/n；開關關斷期間，L2上的電壓等於輸出電壓加上二極管電壓正向壓降，極性為上正下負，設這個電壓為VL2，則根據同名端和匝比關係，L1上的感應電壓為nVL2
，極性變為上負下正。我們把這個電壓叫做次級反射電壓Vor。
前(qian)麵(mian)提(ti)到(dao)，為(wei)了(le)維(wei)持(chi)變(bian)換(huan)器(qi)的(de)穩(wen)定(ding)工(gong)作(zuo)
，開(kai)關(guan)閉(bi)合(he)期(qi)間(jian)電(dian)感(gan)上(shang)電(dian)壓(ya)與(yu)閉(bi)合(he)時(shi)間(jian)的(de)乘(cheng)積(ji)應(ying)等(deng)於(yu)開(kai)關(guan)斷(duan)開(kai)期(qi)間(jian)電(dian)感(gan)上(shang)電(dian)壓(ya)與(yu)斷(duan)開(kai)時(shi)間(jian)的(de)乘(cheng)積(ji)。對(dui)於(yu)耦(ou)合(he)電(dian)感(gan)，我(wo)們(men)計(ji)算(suan)時(shi)將(jiang)開(kai)關(guan)閉(bi)合(he)和(he)斷(duan)開(kai)期(qi)間(jian)的(de)電(dian)壓(ya)全(quan)部(bu)這(zhe)算(suan)到(dao)初(chu)級(ji)來(lai)計(ji)算(suan)的(de)話(hua)，就(jiu)有(you)如(ru)下(xia)關(guan)係(xi)：


bunankanchu
，duiyudangshurudianyazuidishi
，zhankongbizuida。zaifanjishikaiguandianyuanzhong
，zuidazhankongbishiyigehenzhongyaodecanshu
，duiyulianxumoshidefanjishibianhuanqi，yibanqingkuangxia，zuidazhankongbixiandingzai0.5以內，超過0.5的話，容易出現次諧波振蕩。
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不可忽略的是，實際工程中L1不可能和L2形成理想的全耦合，L1中有少量的磁通不能完全耦合到L2中，等效為L1上串聯一個電感量較小的電感，也就是常說的漏感Lleak。在開關斷開瞬間，這部分不能耦合到L2中的磁通也不能突變
，於是Lleak試圖通過將電壓反向來續流，此時開關閉合，沒有續流通道，於是Lleak上感應出一個很高的尖峰電壓Vpk，這個電壓和上麵的反射電壓方向相同。在開關斷開的瞬間
，電源輸入電壓、次(ci)級(ji)反(fan)射(she)電(dian)壓(ya)和(he)漏(lou)感(gan)尖(jian)峰(feng)電(dian)壓(ya)一(yi)起(qi)加(jia)在(zai)開(kai)關(guan)管(guan)上(shang)，由(you)於(yu)漏(lou)感(gan)尖(jian)峰(feng)電(dian)壓(ya)通(tong)常(chang)很(hen)高(gao)，能(neng)夠(gou)瞬(shun)間(jian)造(zao)成(cheng)開(kai)關(guan)管(guan)的(de)損(sun)壞(huai)
，實(shi)際(ji)電(dian)路(lu)中(zhong)一(yi)般(ban)要(yao)進(jin)行(xing)鉗(qian)位(wei)處(chu)理(li)。

3.離線式反激變換器的電路原理

圖七給出了一個輸出5V/2A的電源適配器用到的離線式反激變換器完整的原理圖，主芯片型號為RM6203(西安亞成微電子)，芯片內部集成了完整的控製電路和一個800V的高壓功率BJT。下麵我們以這個電路為例分析外圍電路的基本作用
，對於使用其他控製芯片的電路，原理上大同小異。
輸入的交流市電經過保險絲F1後進入由C3和T2構成的共模濾波器

，濾除電網中的共模幹擾信號
，然後經過D2全橋整流和電容C6濾波後得到較為平坦的直流電。直流電通過R2和R5加在內部開關功率管的基極，向基極注入電流，開關管的集電極(也就是芯片的OC引腳)有電流流過

，初級繞組開始有電流流過。同時直流電通過R2和R5向電容C8開始充電，當C8上的電壓達到IC工作的啟動電壓時，IC開始工作。

IC進入正常工作後，在開關關斷期間
，輔助供電繞組Na上感應出的電壓使D5導通，輔助繞組為IC供電
，並將部分能量儲存在電容C8中，待下一周期開關導通期間，電容為IC供電。

圖七電路中

，R4、C5和D3並聯在變壓器的初級繞組上
，這就是常見的一種吸收漏感尖峰的電路結構
，RCD吸收電路。當開關管關斷瞬間
，初級線圈的漏感以及PCB線路的寄生電感感應出很高的尖峰電壓時，D3會正偏導通
，由於電容C5上的電壓不能突變

，於是尖峰電壓被箝位在一定的範圍內，保護開關管不被損壞。開關斷開期間C5上增加的能量會在開關閉合期間消耗在R4上
，防止C5上的電壓不斷升高。

圖七中的電容C10用於設置IC內部的振蕩器工作頻率，C1並聯在初次級之間用於減小差模幹擾。R10和R11接在開關管發射極和初級地之間

，當次級電流增大時，由第二節推出的關係可知，初級開關的峰值電流也會成比例增加，導致R10和R11上的電壓升高
，IC通過檢測這個電壓判斷次級是否出現過流或者短路
，如果是
，IC將執行相應的保護動作。
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接下來我們看次級電路。次級繞組Ns輸出後的基本結構和第二節討論的完全一致，增加的輸出LC濾波器L1和C7用於減小紋波
，並聯在輸出二極管上的RC電路用於吸收輸出二極管上的尖峰。
分析圖七所示電路
，當某種因素(如電網電壓波動、負載電流的增加等)導致輸出電壓降低時

，由R9和R12得到的TL431的REF端電位降低，圖九所示的等效電路中BJT的基極電流相應減小，從而集電極電流減小
，流過TL431陰極的電流也減小
，光耦的輸入電流(即發光二極管電流)隨之減小，最終導致連接初級部分的光耦輸出端(光敏三極管集電極)電(dian)流(liu)減(jian)小(xiao)
，集(ji)電(dian)極(ji)電(dian)位(wei)升(sheng)高(gao)。至(zhi)此(ci)，次(ci)級(ji)電(dian)壓(ya)減(jian)小(xiao)的(de)信(xin)號(hao)反(fan)饋(kui)到(dao)了(le)初(chu)級(ji)，初(chu)級(ji)通(tong)過(guo)監(jian)測(ce)光(guang)耦(ou)輸(shu)出(chu)端(duan)的(de)集(ji)電(dian)極(ji)電(dian)位(wei)的(de)升(sheng)降(jiang)來(lai)判(pan)斷(duan)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)是(shi)降(jiang)低(di)還(hai)是(shi)升(sheng)高(gao)。如(ru)果(guo)降(jiang)低(di)，初(chu)級(ji)將(jiang)通(tong)過(guo)增(zeng)大(da)開(kai)關(guan)管(guan)的(de)導(dao)通(tong)時(shi)間(jian)(對於PWM模式)或者開關頻率(對於PFM模式)來是輸出電壓穩定；反之亦然。

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