简介

反激式电源变换器是目前最常见的变换器拓扑之一。 其优势在于简单的设计和极具竞争力的尺寸/成本/效率比，尤其是在中等功率范围（2W 至 100W）应用中。

与任意变换器拓扑一样，反激式变换器由电源路径和控制路径组成。电源路径负责将电源从一种类型变换为另一种类型；与其他开关电源变换器相同，其组成元件包括：两个开关（一个 MOSFET 和一个二极管）、一个电容器和一个电感器。与其他变换器拓扑不同的是，反激式变换器的电感实际上是一对耦合电感。除了为变换过程存储电力之外，这些电感还实现变换器原边与副边之间的隔离（见图 1）。

本文将以变换器控制路径为重点进行介绍，但也会包含电源路径操作的简要描述。反激式变换器有两个操作阶段， tON和tOFF，它们以 MOSFET 的开关状态命名并通过MOSFET控制。

在tON期间，MOSFET 导通，电流从输入流过原边电感，对耦合电感线性充电并在其周围产生磁场（见图 2.b）。在副边电感中，整流二极管反向偏置，这意味着变压器与输出断开（见图 2.a）。

存储在输出电容器中的电荷负责保持负载上稳定的电压（见图 3）。

在tOFF期间, MOSFET断开，耦合电感开始通过二极管去磁，二极管也同时直接极化。然后，来自电感器的电流为输出电容器充电并为负载供电。

尽管电源路径掌管了整个变换过程，但变换器设计中还有一个要素也需要考虑，即控制回路。由于系统中存在电源波动或负载变化等扰动，因此控制路径对确保系统不受扰动影响而稳定的运行十分必要。

与大多数开关变换器一样，反激式变换器的输出电压通过 MOSFET 占空比来控制。通过观察等式 (1) 中的反激控制器传递函数，我们可以轻松理解这一点：

等式 (1) 表明，随着 D（占空比）值的增加，变换器增益也会增加，从而增大输出电压。因此，控制器会修改它发送到 MOSFET 栅极的信号，以补偿它在变换器输出中检测到的任何变化。

变换器必须首先检测输出电压的这些变化，正确处理该电压，然后相应地调节晶体管的栅极电压。为了实现更精确的控制，许多控制路径都包含一个电流控制环路，它通过检测流经原边电感器的电流来帮助改善调节和功率因数。这就是最常用的反激式变换器控制技术：峰值电流控制模式（见图 4）。

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