前文我們分享了常用隔離DCDC中的反激變換器。本文繼續(xù)分享另一款隔離型的DCDC拓?fù)洹ぷ儞Q器。

　　1.1 正激電路演變

　　正激變換器拓?fù)淇捎蒪uck拓?fù)溲葑兌鴣?，我們先回顧一下buck電路：

　　Buck電路在開關(guān)導(dǎo)通時(shí)給電感充電和給負(fù)載供電，在開關(guān)斷開時(shí)，由電感產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢續(xù)流供電。

　　1、這時(shí)如果想將輸入電源和后級(jí)隔開，我們可以加一個(gè)變壓器：

　　但這時(shí)變壓器初級(jí)加的是一個(gè)持續(xù)的直流電，變壓器磁芯很快就會(huì)飽和，這個(gè)時(shí)候次級(jí)將無法產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，也就是能量沒有傳遞到次級(jí)。所以我們要想辦法讓初級(jí)電流變成一個(gè)變化的電流。

　　2、將次級(jí)的開關(guān)移到初級(jí)，借住開關(guān)的通斷來使電流變化：

　　開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，變壓器初級(jí)電流從同名端流入，磁芯磁通量增加，次級(jí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，電流從次級(jí)同名端流出，進(jìn)而給電感L充能和給負(fù)載供電。開關(guān)關(guān)斷時(shí)，次級(jí)將產(chǎn)生從同名端流入的電流來阻礙磁通量的減少，此電流將通過二極管D形成回路，這就相當(dāng)于次級(jí)被短路了，而變壓器的副邊如果短路，將會(huì)引起原邊產(chǎn)生大電流，將導(dǎo)致器件燒毀損壞，所以要避免在開關(guān)關(guān)斷時(shí)，變壓器次級(jí)發(fā)生短路。

　　3、在變壓器次級(jí)再增加一個(gè)二極管：

　　可以看到，增加這個(gè)二極管后，開關(guān)關(guān)斷時(shí)，次級(jí)流入同名端的電流回路別二極管截?cái)?，這就避免了次級(jí)短路問題。但是此時(shí)又有新的問題，開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，變壓器磁芯充了磁能，而開關(guān)斷開時(shí)，由于次級(jí)二極管的截止，無法將這部分磁能轉(zhuǎn)換為電能釋放掉，下次開關(guān)導(dǎo)通又繼續(xù)充磁，幾個(gè)周期后，變壓器將磁飽和，磁飽和之后變壓器原邊就不再是勵(lì)磁電感了，可以認(rèn)為變成了導(dǎo)線而導(dǎo)致短路，將會(huì)引起原邊產(chǎn)生大電流，將導(dǎo)致器件燒毀損壞，所以還需要想辦法在開關(guān)斷開時(shí)，將開關(guān)導(dǎo)通時(shí)充的磁能釋放掉，也叫做磁復(fù)位。

　　4、在變壓器上增加磁復(fù)位繞組：

　　上圖中的N1為原邊繞組、N2為副邊繞組、N3為磁復(fù)位繞組，這三個(gè)繞組在同一個(gè)磁芯上。在開關(guān)導(dǎo)通時(shí)勵(lì)磁電流i1給磁芯充磁，副邊產(chǎn)生感應(yīng)電流i2給電感充能和給負(fù)載供電，磁復(fù)位繞組N3產(chǎn)生的從同名端流出的電流被二極管D3截止。在開關(guān)關(guān)斷時(shí)，N2的感應(yīng)電流被D2截止，但此時(shí)磁復(fù)位繞組N3的產(chǎn)生從同名端流入的感應(yīng)電流可經(jīng)D3形成回路，磁芯中的能量可回流到電源中完成磁復(fù)位。

　　PS：關(guān)于感應(yīng)電流的方向若有疑問，大家可自行查閱一下同名端的定義。

　　1.2 正激電路工作原理

　　1.2.1連續(xù)電流模式

　　在開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，工作回路如下圖，變壓器變壓后給電感充能和給負(fù)載供電，與buck電路開關(guān)導(dǎo)通時(shí)差不多，這個(gè)階段變壓器磁芯磁通增加、電感電流增加。

　　回路參數(shù)變化如下圖黃色區(qū)域所示：

　　在開關(guān)關(guān)斷時(shí)，工作回路如下圖，電感給負(fù)載供電，變壓器進(jìn)行磁復(fù)位，這個(gè)階段變壓器磁芯磁通減少到0、電感電流減少。

　　回路參數(shù)變化如下圖黃色區(qū)域所示：

　　前面buck電路分析過，一個(gè)周期內(nèi)電感電流的增量和減量相等，

　　同時(shí)，一個(gè)周期內(nèi)磁芯磁通的增量一定得小于減量，否則無法完成磁復(fù)位

　　1.2.2斷續(xù)電流模式

　　斷續(xù)電流模式指的是在開關(guān)關(guān)斷期間，次級(jí)線圈的電流會(huì)下降到0。如下圖所示：

　　t0~ t1、t1~ t2的過程與連續(xù)電流模式一致，增加了第三個(gè)階段t2~ t3，這個(gè)階段初、次級(jí)線圈電流均為0，由電容向負(fù)載提供能量。

　　下面對(duì)電流斷續(xù)時(shí)的輸入輸出電壓關(guān)系進(jìn)行推導(dǎo)。

　　設(shè)開關(guān)斷開后的次級(jí)線圈電流持續(xù)時(shí)間為αT(t2-t1)，0≤α≤1-D，忽略電容的漏電流，負(fù)載電流基本等于電感的平均電流

　　根據(jù)電感的電流增減量相等從此式解出α，代入負(fù)載電流等于平均電流的等式，從上式可以看出，輸出電壓將隨著負(fù)載電流減小而升高

　　正激電路的輸入輸出關(guān)系和buck電路非常相似，僅有的差別在于變壓器的變壓比，因此正激電路可以看成是輸入電壓按變壓器電壓比折算至副邊后經(jīng)buck電路得到。隔離電路中的半橋、全橋、推挽電路也是類似原理。