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反激式开关变压器的通俗讲解及实例计算

咱先看下在理想情况下的VDS波形

上面说的是指变压器和开关都是理想工作状态！

从图上可以看出Vds是由VIN和VF组成，VIN大家可以理解是输入电压，那

VF呢？

这里我们引出一个反激的重要参数：反射电压即VF，指次级输出电压按照初次

级的砸比反射到初级的电压。可以用公式表示为VF=VOUT/(NS/NP),（因分析的

是理想情况，这里我们忽略了整流管的管压降，实际是要考虑进去的）

式中VF为反射电压；

VOUT为输出电压；

NS为次级匝数；

NP为初级匝数。

比如，一个反激变换器的匝比为NP:NS=6：1，输出电压为12V，那么可以求出

反射电压VF=12/（1/6）=72V。

上边是一个连续模式（CCM模式）的理想工作波形。

下面咱在看一个非连续模式（DCM模式）的理想工作波形

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从图上可以看出DCM的Vds也是由VIN和VF组成，只不过有一段时间VF为

0，这段时候是初级电流降为0，次级电流也降为0。

那么到底反激变化器怎么区分是工作在连续模式（CCM)还是非连续模式

（DCM）？

是看初级电感电流是否降到0为分界点吗，NO，反激变换器的CCM和DCM分

界点不是按照初级电感电流是否到0来分界的，而是根据初次级的电流是否到0

来分界的。

如图所示

从图上可以看出只要初级电流和次级电流不同时为零，就是连续模式（CCM)；

只要初级电流和次级电流同时为零，便是不连续模式（DCM）;

介于这俩之间的是过度模式，也叫临界模式（CRM）。

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以上说的都是理想情况，但实际应用中变压器是存在漏感的（漏感的能量是不会

耦合到次级的），MOS管也不是理想的开关，还有PCB板的布局及走线带来的

杂散电感，使得MOS的Vds波形往往大于VIN+VF。类似于下图

这个图是一个48V输入的反激电源。

从图上看到MOS的Vds有个很大的尖峰，我用的200V的MOS，尖峰到了196

了。这是尖峰是由于漏感造成的，上边说到漏感的能量不能耦合到次级，那么

MOS关断的时候，漏感电流也不能突变，所以会产生个很高的感应电动势，因

无法耦合到次级，会产生个很高的电压尖峰，可能会超过MOS的耐压值而损坏

MOS管，所以我们实际使用时会在初级加一个RCD吸收电路，把尖峰尽可能的

吸到最低值，来确保MOS管工作在安全电压。具体RCD吸收电路图如下

简单分析下工作原理

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1.当开关S开通时，二极管D反骗而截止。电感储存能量。

2.当开关S关断时，电感电压反向，把漏感能量储存在C中，然后通过R释放

掉。细心的朋友可能会发现，当开关关断的时候，这个RCD电路和次级的电路

是一模一样的，D整流，C滤波。R相当于负载。只不过输出电压不是VO，而

变成了次级反射到初级的电压VF。所以，注意了，R的值不能取得太小，太小

了损耗严重，影响效率。而且电阻的功率会变的很大！

下边来个加了RCD吸收的波形

关于RCD吸收的选取，如下面叙述：

方法一

先上个RCD钳位的原理图

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再上个MOS的VDS波形

下面再说几个名词，这几个名词其实大家也知道，一个是钳位电压，上边用Vs

n表示;一个是折射电压，上边用VRO表示;还有个脉动电压，上边用ΔV表示;

MOS管的最大耐压，上边用BVdss表示；电源的最高输入电压，上边用Vinma

x表示。

1.钳位电压Vsn是电容C两端的电压，与选用MOS的BVdss及最高输入电压以

及降额系数有关，一般在最高输入电压Vinmax下考虑0.9的降额，则有

Vsn=0.9*BVdss-Vinmax（我上边的实验选择的MOS为IRF640，BVdss=200V，

Vinmax=70V）

可以算出钳位电压Vsn为110V

2.然后算折射电压VRO，根据VRO=（VOUT+VD)/（NS/NP）

式中VOUT为输出电压

VD为二极