正激式開關(guān)電源是指使用正激高頻變壓器隔離耦合能量的開關(guān)電源，正激式開關(guān)電源中結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，輸出功率高，適用于低壓，大電流(100W-300W)的開關(guān)電源，應(yīng)用廣泛。本文將以詳盡的開關(guān)電源案例分析為手段，深入探討各類開關(guān)電源的工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景。首先，我們將聚焦于單端正激式開關(guān)電源，通過對(duì)其內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)的剖析，揭示其如何實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的電壓轉(zhuǎn)換。在此基礎(chǔ)上，我們將進(jìn)一步分析自激式開關(guān)電源的特點(diǎn)，探討其在無(wú)外部驅(qū)動(dòng)信號(hào)情況下如何實(shí)現(xiàn)自我振蕩和電壓輸出的過程。

接下來，本文將介紹推挽式開關(guān)電源，這種電源通過兩個(gè)開關(guān)管的交替工作，實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸入電壓的雙向利用，從而提高了電源的效率和功率密度。此外，我們還將詳細(xì)闡述降壓式開關(guān)電源和升壓式開關(guān)電源的工作原理，這兩種電源分別適用于需要將電壓降低和升高的場(chǎng)合，為各種電子設(shè)備提供了靈活的電源解決方案。

最后，我們將關(guān)注反轉(zhuǎn)式開關(guān)電源，這種電源通過改變開關(guān)管的導(dǎo)通狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了輸出電壓的極性反轉(zhuǎn)，為某些特殊設(shè)備提供了必要的電源支持。通過這一系列案例分析，本文旨在幫助讀者深入理解各類開關(guān)電源的工作原理和應(yīng)用特點(diǎn)，為實(shí)際工程應(yīng)用提供有益的參考。

在全球?qū)δ茉磫栴}日益重視的背景下，電子產(chǎn)品的耗能問題逐漸凸顯，成為了亟待解決的焦點(diǎn)。傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓電源雖然以其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、工作穩(wěn)定可靠而受到青睞，然而，其效率低(僅40%-50%)、體積龐大、銅鐵消耗量大、工作溫度高以及調(diào)整范圍有限等缺點(diǎn)也日益明顯。

為了克服這些局限，人類研制出了開關(guān)式穩(wěn)壓電源，這一創(chuàng)新技術(shù)的出現(xiàn)，極大地提升了能源使用效率，甚至可以達(dá)到85%以上。不僅如此，開關(guān)式穩(wěn)壓電源還具有寬穩(wěn)壓范圍、高精度穩(wěn)壓、無(wú)需電源變壓器等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，成為了一種理想的穩(wěn)壓電源選擇。

正是基于這些顯著優(yōu)點(diǎn)，開關(guān)式穩(wěn)壓電源在各類電子設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。本文將對(duì)各類開關(guān)電源的工作原理進(jìn)行深入剖析，旨在更好地理解其工作原理，為未來的能源利用和電子設(shè)備發(fā)展提供參考。

正激的變壓器只有變壓功能，整體可以看成一個(gè)帶變壓器的buck電路。

原理

正激式開關(guān)電源：當(dāng)開關(guān)管接通時(shí)，輸出變壓器充當(dāng)介質(zhì)直接耦合磁場(chǎng)能量，電能與磁能相互轉(zhuǎn)化，使輸入輸出同時(shí)進(jìn)行。

如下圖所示

正激式開關(guān)電源拓?fù)溆腥缦绿攸c(diǎn)：

沒有磁通不平衡的問題(具體在如下工作流程中分析);只有1個(gè)開關(guān)管，推挽電路中的Q2被二極管D1所取代，相對(duì)推挽拓?fù)潆娫锤颖阋耍w積更小;多路輸出電源同推挽拓?fù)湟粯樱褐鬏敵鯲om和從輸出Vs1和Vs2，電壓根據(jù)主輸出的負(fù)反饋，控制Q1的導(dǎo)通時(shí)間保持Vom穩(wěn)定;而Vs1和Vs2只能跟隨Vom相對(duì)保持穩(wěn)定。2

正激式電源在開關(guān)導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)不同節(jié)點(diǎn)電壓/電流如上圖所示。

正激電源與反激電源效率比較

正激電源(Forward Converter)和反激電源(Flyback Converter)是兩種常見的開關(guān)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它們?cè)诠ぷ髟砗托噬嫌兴煌?

1. 正激電源：

- 在正激電源中，能量傳輸是通過變壓器的正向傳導(dǎo)完成的。

- 輸入電壓通過變壓器的主繞組傳輸，而輸出電壓則通過變壓器的次級(jí)繞組傳輸。

- 正激電源的輸出電壓調(diào)節(jié)通常通過變壓器的變比和控制開關(guān)器件的導(dǎo)通時(shí)間來實(shí)現(xiàn)。

- 正激電源在高功率應(yīng)用中通常具有較高的效率和較好的電壓調(diào)節(jié)性能。

2. 反激電源：

- 在反激電源中，能量傳輸是通過變壓器的反向傳導(dǎo)完成的。

- 輸入電壓先存儲(chǔ)在變壓器的磁場(chǎng)中，然后在開關(guān)器件斷開時(shí)，這個(gè)儲(chǔ)存的能量被釋放并轉(zhuǎn)移到輸出端。

- 輸出電壓的調(diào)節(jié)通常受到變壓器匝數(shù)比的限制。

- 反激電源通常用于低功率應(yīng)用，具有簡(jiǎn)單、成本低廉和高效等特點(diǎn)。

在效率方面，正激電源和反激電源的效率取決于多個(gè)因素，包括電源設(shè)計(jì)、負(fù)載特性、開關(guān)器件的損耗等。一般來說，在相同功率和負(fù)載條件下，正激電源通常具有較高的效率，因?yàn)樗哪芰總鬏斅窂礁苯?。然而，在低功率?yīng)用中，反激電源也可以達(dá)到相對(duì)高的效率，并且具有更簡(jiǎn)單、成本更低的特點(diǎn)。

總的來說，正激電源和反激電源都有各自的優(yōu)勢(shì)和適用場(chǎng)景，選擇哪種取決于具體的應(yīng)用需求和設(shè)計(jì)考慮。