一、反激變換器拓撲的起源與演變

反激變換器拓撲源于對 buck-boost 拓撲的改進與演變。

在升降壓電路中，電感通過周期性的充能與放能過程，維持著均勻的電壓輸出，同時使得輸出電壓與輸入電壓極性相反。而當我們將升降壓電路中的電感替換為互相耦合的電感 N? 和 N?（即變壓器）時，便誕生了反激拓撲。在這一拓撲中，變壓器不僅承擔著隔離變壓的關(guān)鍵作用，還兼具儲能電感的功能。

二、反激拓撲結(jié)構(gòu)與特點

無需輸出濾波電感器 ：得益于變壓器次級的天然濾波效果，反激拓撲省去了輸出濾波電感器的使用，這不僅有效減小了電源的體積，還有助于降低成本。

省卻次級高壓續(xù)流二極管 ：反激拓撲的這一設(shè)計特點使其在高壓應(yīng)用場合更具優(yōu)勢，簡化了電路結(jié)構(gòu)，提高了電路的可靠性和效率。

高電壓、小功率應(yīng)用的理想選擇 ：反激拓撲特別適用于高電壓、小功率的應(yīng)用場景，能夠滿足此類場景下的電源需求，并提供穩(wěn)定可靠的電源支持。

三、反激拓撲工作過程

Q? 導通階段 ：當開關(guān)管 Q? 導通時，原邊繞組 Np 的同名端相對于異名端呈現(xiàn)負電壓，而副邊繞組 Nsm 的異名端電壓高于同名端，導致整流二極管 D? 反偏截止。此時，輸出電容器 C? 獨立承擔向負載供電的任務(wù)。在這一階段，原邊繞組 Np 相當于一個儲能電感器，流過 Np 的電流呈線性上升直至達到幅值 Ip。根據(jù)公式 dI/dt = (Vdc - Vds)/Lp，可以計算出在開關(guān)管導通結(jié)束之前的最大電流 Ip = (Vdc - Vds) × Ton/Lp。進而，變壓器儲存的能量可表示為 E = ½ × Lp × I²p。

Q? 關(guān)斷階段 ：當開關(guān)管 Q? 關(guān)斷時，勵磁電感電流引發(fā)各繞組電壓反向，副邊繞組的電流回路隨之導通，為濾波電容器 C? 和負載提供電流。假設(shè)只有一個副邊繞組 Nm，則在關(guān)斷瞬間，變壓器電流幅值 Is = Ip × (Np/Nm)。對于變壓器本身而言，原邊和副邊并無絕對區(qū)分，對磁芯而言是等同的。因此，當 Q? 關(guān)斷時，能量釋放并不依賴于原邊繞組電流，副邊繞組電流同樣能夠?qū)崿F(xiàn)能量的釋放，這正是變壓器傳遞能量的核心機制。

不連續(xù)模式下的功率計算 ：若副邊電流在下一個周期開始前降至 0，則表明變壓器存儲的能量已在 Q? 再次導通前完全傳輸至負載端，此時變壓器工作在不連續(xù)模式。在這種情況下，一個周期 T 內(nèi)輸入電壓 Vdc 提供的功率 P = ½ × Lp × I²p / T。結(jié)合 Ip = (Vdc - Vds) × Ton/Lp，可得 P ≈ (Vdc × Ton)² / (2 × T × Lp)。只要保持 Vdc 和 Ton 的穩(wěn)定，就能確保輸出的穩(wěn)定性。
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