圖2.反激式拓撲

當初級開關管斷開時承受的總的電壓應力主要由三個方麵組成：第一是輸入電壓

，第二是儲存的能量通過變壓器輸送到負載時，初級線圈上將感應出反射電壓Vrefl，Vrefl的幅值由輸出電壓和匝比決定；第三是電壓尖峰Vspike，這是由一次繞組的漏電感中存儲的能量造成的。對於一個DC 600~1000V的係統而言，Vrefl常在100~150V左右，Vspike在200V左右，在最高輸入條件下開關管的最高耐壓最少需要達到1350V左右
，為了保證係統安全運行，需要留有一定的電壓裕量，因此至少需要額定電壓在1500V及ji以yi上shang的de開kai關guan器qi件jian，或huo采cai用yong雙shuang管guan反fan激ji變bian換huan器qi，用yong兩liang隻zhi開kai關guan管guan代dai替ti單dan管guan，並bing在zai電dian路lu中zhong采cai用yong鉗qian位wei二er極ji管guan
，把ba每mei個ge開kai關guan管guan上shang的de峰feng值zhi電dian壓ya應ying力li鉗qian位wei至zhi輸shu入ru電dian壓ya，這zhe樣yang就jiu可ke以yi選xuan擇ze相xiang對dui應ying力li較jiao低di的de器qi件jian。但dan同tong時shi器qi件jian的de數shu量liang和he成cheng本ben也ye相xiang應ying增zeng加jia

，且qie需xu要yao額e外wai的de高gao邊bian側ce隔ge離li驅qu動dong電dian路lu

，使shi整zheng體ti設she計ji變bian得de更geng為wei複fu雜za。

圖3.反激式變換器的開關節點電壓

SiC MOSFET技術的一個重要價值是使得1200V以上有了性能優秀的高速開關器件

，英飛淩針對反激式輔助電源應用，提供1700V 450mΩ/650mΩ/1000mΩ三種規格的CoolSiC™ SiC MOSFET可以幫助客戶簡化設計，采用單管反激拓撲即可實現電壓轉換，多種規格以滿足不同功率段的應用要求（詳細產品信息可點擊：新品 | 采用D2PAK-7L封裝的1700V CoolSiC™ MOSFET，輔助電源的理想搭檔）。

作為一款輔助電源應用的主推產品，它不但提升了電氣間隙和爬電距離，還可以通過控製器直接驅動，無需驅動電路
，封裝兼具D2PAK-7L和TO-247-3HCC兩種

，產品的詳細信息可參考往期文章：新品 | 可直接驅動的單端反激式輔助電源用 1700V CoolSiC™ MOSFET。

圖4 .1700V CoolSiC™ MOSFET的型號與對應功率段推薦

感興趣的用戶還可去英飛淩官網申請“REF_62W_FLY_1700V_SiC”參考板，該參考板旨在支持客戶為三相係統設計輔助電源
，工作電壓範圍在200VDC至1000VDC
，具有三種電壓輸出：+15V、-15V和+24V，最大輸出功率高達62.5W。

對於第二級輔助電源:

輸入電壓為前級輸出的低壓穩壓軌，輸出功率相對較低，當對輸出電壓精度要求>1%時

，可選擇無光耦合器的拓撲設計以降低複雜性並能提供可靠性保障，常見的開環隔離拓撲如下文所示。

LLC式拓撲

LLCxiezhenbianhuanqizuoweiyizhongzaidagonglvyingyongchangjiandechuanbinglianxiezhenbianhuanqi
，jianjuchuanlianhebinglianxiezhenbianhuanqideyoudian，keyiliyongbianyaqilougancanyuxiezhenyishixianquanchengruankaiguantexing，EMI低，適用於對效率、功率密度要求較高的場合。與反激、推挽等非諧振式變換器相比，LLC諧(xie)振(zhen)變(bian)換(huan)器(qi)對(dui)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)設(she)計(ji)較(jiao)友(you)好(hao)，對(dui)原(yuan)副(fu)邊(bian)耦(ou)合(he)度(du)要(yao)求(qiu)較(jiao)低(di)，可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)高(gao)隔(ge)離(li)電(dian)壓(ya)和(he)低(di)匝(za)間(jian)電(dian)容(rong)兼(jian)具(ju)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)，因(yin)此(ci)在(zai)小(xiao)功(gong)率(lv)隔(ge)離(li)電(dian)源(yuan)中(zhong)也(ye)能(neng)見(jian)到(dao)LLC變換器的身影。

下圖5是一個常見的半橋LLC拓撲的簡化示意圖
，嚴謹的說，應該是非對稱半橋LLC，根據諧振電容位置的不同，半橋LLC拓撲還可以演化成分裂電容對稱半橋LLC（圖6），也即將諧振電容一分為二成兩個等量的電容串聯
，使得兩個諧振支路處於對稱狀態。和非對稱半橋LLC拓撲相比，分裂電容對稱半橋LLC由兩個諧振電容串聯後並聯在輸入側
，兩個諧振電容電壓之和為輸入電壓，故每個諧振電容上仍有Vin/2的直流偏置電壓
，但流過諧振電容的電流為諧振腔電流的一半
，紋波電流更小，諧振電容的選型有更多的選擇。

推挽式拓撲

xiatushiyigebanqiaotuiwanshituopudejianhuashiyitu

，suoweituiwan，jikaiguanguanjiaotituidongdianliu，liyongzhongxinchoutoubianyaqilaixingchengxiangweixiangfandejiaoliudianya。dangqizhongyigekaiguanguandaotongshi

，congyuanliujingbianyaqizhongxinchoutoudedianliuzhujianshangsheng，fubianganyingdianyajingzhengliuhouweishuchufuzaigongdian；當(dang)另(ling)外(wai)一(yi)個(ge)開(kai)關(guan)管(guan)導(dao)通(tong)時(shi)工(gong)作(zuo)同(tong)理(li)
，但(dan)對(dui)應(ying)另(ling)一(yi)半(ban)繞(rao)組(zu)上(shang)電(dian)壓(ya)相(xiang)位(wei)相(xiang)反(fan)。兩(liang)個(ge)開(kai)關(guan)管(guan)交(jiao)替(ti)開(kai)通(tong)
，且(qie)開(kai)關(guan)管(guan)均(jun)屬(shu)於(yu)低(di)邊(bian)側(ce)，參(can)考(kao)點(dian)同(tong)為(wei)電(dian)源(yuan)地(di)，在(zai)驅(qu)動(dong)控(kong)製(zhi)上(shang)相(xiang)對(dui)簡(jian)單(dan)
，變(bian)壓(ya)器(qi)工(gong)作(zuo)在(zai)雙(shuang)向(xiang)勵(li)磁(ci)狀(zhuang)態(tai)，故(gu)而(er)不(bu)另(ling)需(xu)要(yao)複(fu)位(wei)電(dian)路(lu)，電(dian)路(lu)設(she)計(ji)也(ye)得(de)到(dao)簡(jian)化(hua)。

值得注意是，當S1導通時，N1繞組上承載的電壓為全部輸入電壓

，這個電壓會同時耦合到N1’繞組上，因此S2在zai關guan斷duan期qi間jian承cheng受shou的de峰feng值zhi電dian壓ya實shi為wei兩liang倍bei輸shu入ru電dian壓ya
，所suo以yi推tui挽wan電dian路lu一yi般ban用yong在zai低di壓ya輸shu入ru的de中zhong小xiao功gong率lv場chang合he。除chu此ci之zhi外wai，如ru果guo不bu是shi對dui稱cheng交jiao替ti開kai關guan，也ye即ji兩liang個ge開kai關guan管guan導dao通tong時shi間jian不bu一yi致zhi
，在zai各ge自zi導dao通tong時shi間jian內nei內nei勵li磁ci電dian流liu將jiang不bu正zheng負fu對dui稱cheng，進jin而er導dao致zhi交jiao替ti開kai關guan後hou磁ci芯xin不bu能neng完wan全quan複fu位wei
，交jiao變bian磁ci通tong量liang中zhong包bao含han直zhi流liu偏pian磁ci分fen量liang

，可ke能neng會hui導dao致zhi磁ci路lu飽bao和he。為wei了le避bi免mian偏pian磁ci，在zai使shi用yong推tui挽wan式shi拓tuo撲pu時shi盡jin量liang使shi用yong一yi對dui一yi致zhi性xing較jiao好hao的de開kai關guan管guan
，變bian壓ya器qi設she計ji時shi還hai可ke留liu有you適shi當dang氣qi隙xi，增zeng大da飽bao和he磁ci通tong量liang。

全橋式拓撲

相xiang較jiao於yu半ban橋qiao推tui挽wan式shi拓tuo撲pu，全quan橋qiao式shi拓tuo撲pu的de開kai關guan器qi件jian數shu量liang增zeng加jia了le一yi倍bei
，但dan原yuan邊bian繞rao組zu數shu量liang和he開kai關guan管guan的de耐nai壓ya僅jin為wei推tui挽wan結jie構gou的de一yi半ban。兩liang路lu橋qiao臂bi中zhong同tong一yi橋qiao臂bi上shang下xia兩liang開kai關guan管guan呈cheng交jiao替ti導dao通tong，兩liang橋qiao臂bi間jian互hu為wei對dui角jiao的de兩liang個ge開kai關guan管guan則ze同tong時shi導dao通tong

，開kai關guan管guan關guan斷duan時shi承cheng受shou的de電dian壓ya則ze為wei全quan部bu輸shu入ru電dian壓ya。變bian壓ya器qi繞rao組zu跨kua接jie在zai兩liang路lu橋qiao臂bi中zhong點dian，加jia載zai在zai繞rao組zu上shang的de電dian壓ya經jing交jiao替ti開kai關guan後hou變bian成cheng了le交jiao流liu電dian壓ya，實shi現xian雙shuang向xiang勵li磁ci，對dui磁ci芯xin的de利li用yong率lv較jiao高gao。

quanqiaotuopuhetuiwanshituopugongtongmianlindeyigewentijiushibianyaqiraozuzaibeijiaotikaiguanqudongshi，bixushiduichengdequdong
，fouzeyehuiyoupiancidewenti。ruruodaotongshijianbuduicheng
，zejiazaizairaozushangfumiaojizaixiangyingdedaotongshijianneijiubuxiangdeng，cixindecihuaquxianyehuiyuelaiyuepianliyuandian。haozaiquanqiaoshituopubianyaqijiegoujiandan，meiyouzhongxinchoutou
，zaibianyaqichujiraozushangchuanlianyigegezhidianrongjiunengbimianpianci

，jiandaneryouxiao。

基於2EP1XXR係列驅動IC，現在還提供多款評估板可供申領使用，無論是從事太陽能

、電動汽車充電還是儲能係統等應用，都可選擇這款評估版作為新穎驅動電源設計，升級驅動設計

，減小PCB麵積，降低成本，新品 | 頻率和占空比可調的驅動電源用全橋變壓器驅動器評估板。

結語

在設計一款隔離式電源時，硬件複雜性和噪聲耦合是避不開的問題
，尤其是在在中低功率水平下，成本
、尺寸和效率收益都會影響一個設計方案最終的選擇。在大多數使用反激、推挽或全橋拓撲的場合，都要考慮變壓器漏感帶來的EMIheqijiankaiguanyingliwenti，erweilejiangdilouganyouchangjiangraoxianjinmiouheshenzhiraozujiaocuo，zheyoushidechucijijiandejishengdianrongzengda，guerbudebuzaibianyaqishejishangtourugenggaochengben。LLC拓撲可以把變壓器的漏感作為諧振的一部分，漏感能量不會浪費在初級對器件造成額外的開關應力，對EMI友好
，但是PFM控製複雜，需要昂貴的專用控製芯片。因此，無論是使用哪種拓撲，除了兼具性能和靈活性
，綜合成本也是主要考慮因素。