在现代电子设备中,开关电源因其高效率和小型化的特点而被广泛应用。本文将深入探讨开关电源中的两种主要拓扑结构:正激式(Forward)和反激式(Flyback),分析它们的区别、联系以及各自的应用场景。
正激式开关电源:
正激式开关电源在开关管导通时,变压器的原边和副边同时工作,能量直接从输入传递到输出。
当开关管关断时,正激的输出主要靠储能电感和续流二级管来维持输出。
正激电路不宜做多路输出,且需要在次级整流后串电感以实现稳压。
正激式变压器不蓄积能量,只负责偶合传输。
正激式工作存在剩磁,为防止饱和需要消磁电路,且需要蓄能线圈和续流二极管。
反激式开关电源:
反激式开关电源在开关管导通时给变压器存储能量,但能量不会加在负载上;当开关管截止时,变压器的能量释放到负载侧。
反激的输出主要靠变压器次级释放能量来维持输出。
反激电路在原理上适合多路输出稳压,可以按各路的电压比率供应能量。
反激式变压器需把开通过程中的能量蓄积在本身,关断过程中再释放。
反激式不用蓄能线圈和续流二极管。
尽管正激式和反激式开关电源在工作原理上有所不同,但它们都属于隔离型开关电源,使用高频变压器来实现输入和输出之间的电气隔离。这两种技术都可以实现电压的升高或降低,且输出电压的极性可以是正或负,这取决于变压器绕组的配置。
正激式开关电源:
正激式开关电源因其较好的输出电压瞬态控制特性和负载特性,通常用于对输出电压参数要求较高的场合。
正激式适用于中等功率电路,因其较高的器件成本和体积,一般不用于高功率或低功率应用。
反激式开关电源:
反激式开关电源因其结构简单、成本较低,常用于功率需求不大的情况,如小型电子设备。
反激式适合于中小功率情况,且理论上是单位功率因数,适合于对成本敏感的应用。
正激式和反激式开关电源各有优势和局限,选择哪种技术取决于具体的应用需求。正激式因其稳定的输出特性适用于要求较高的场合,而反激式因其简单和低成本适合于功率需求不大的应用。了解这些基本的区别和联系,可以帮助工程师在设计开关电源时做出更合适的选择。