簡(jiǎn)介

反激變換器常用于進(jìn)行AC/DC和DC/DC轉(zhuǎn)換的開關(guān)模式電源，尤其是中低功率范圍（約2W至100W）的電源。在這個(gè)功率范圍內(nèi)，反激變換器在尺寸、成本和效率比方面都極具競(jìng)爭(zhēng)力。

反激變換器的工作基于耦合電感器，該電感器除了幫助實(shí)現(xiàn)功率轉(zhuǎn)換，還可以在變換器的輸入和輸出之間提供隔離功能。除此之外，它具有與其他開關(guān)變換器拓?fù)湎嗤幕驹兀簝蓚€(gè)開關(guān)（MOSFET和二極管）和一個(gè)輸出電容器。

反激變換器有兩個(gè)工作階段，即tON和tOFF，這兩個(gè)階段分別根據(jù)MOSFET的開關(guān)狀態(tài)來命名并控制。

在tON,期間，MOSFET導(dǎo)通，電流從輸入端流過原邊電感器，對(duì)耦合電感器進(jìn)行線性充電，并在其周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)（見圖1.b）。在副邊，整流二極管反向偏置，從而使變壓器與輸出端斷開連接（見圖1.a）。

存儲(chǔ)在輸出電容器中的電荷負(fù)責(zé)保持負(fù)載上的電壓穩(wěn)定（見圖2）。

在tOFF,期間，MOSFET斷開，耦合電感器開始通過二極管消磁（二極管現(xiàn)在已直接極化）。然后，電感電流會(huì)為輸出電容器充電并為負(fù)載供電。

反激變換器有兩種工作模式，采用何種方式取決于每個(gè)周期中電感電流的最小值。如果在電感完全放電之前MOSFET從tOFF切換到tON，則電感中的電流永遠(yuǎn)不會(huì)為零，這種操作方式稱為連續(xù)導(dǎo)通模式（CCM）。如果tOFF持續(xù)足夠長(zhǎng)的時(shí)間使原邊電感器能夠完全放電，則電感電流將在一段時(shí)間內(nèi)為零，此時(shí)二極管和MOSFET都處于截止?fàn)顟B(tài)，我們稱為斷續(xù)導(dǎo)通模式（DCM）。

CCM vs. DCM

反激變換器的這兩種工作模式看起來非常相似，但實(shí)際上各有優(yōu)缺點(diǎn)。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中全面考慮這些優(yōu)缺點(diǎn)非常重要，因?yàn)槠渌x的工作模式會(huì)對(duì)電源變換器的效率、變壓器、調(diào)整率、EMI和成本都產(chǎn)生重大影響。圖3和圖4顯示了CCM和DCM之間的區(qū)別。

效率

在DCM模式下，由于二極管上沒有反向恢復(fù)損耗且MOSFET為軟導(dǎo)通，其效率要高于CCM模式。但如果占空比太小，則為原邊電感充電的電流將非常高，這會(huì)降低變換器的整體效率。因此，必須為DCM選擇一個(gè)合適的占空比，以發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。

變壓器

至于變壓器的尺寸，由于DCM模式需要的電感器較小，因此從理論上講，它可以使用較小的變壓器。但是，由于原邊和副邊電流的尖峰增加，因此變壓器線規(guī)也必須加大，這意味著兩種模式下的變壓器大小是差不多相同的。盡管如此，DCM模式實(shí)際上確實(shí)允許使用更小的變壓器。由于DCM比CCM模式更有效，因此可以提高DCM模式下的開關(guān)頻率，從而應(yīng)用更小的變壓器。

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