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【技巧分享】選擇“正激”還是“反激”?
正激式變壓器開關電源還有一個更大的缺點是在控制開關關斷時,變壓器初級線圈產(chǎn)生的反電動勢電壓要比反激式變壓器開關電源產(chǎn)生的反電動勢電壓高。因為一般正激式變壓器開關電源工作時,控制開關的占空比都取在0.5左右,而反激式變壓器開關電源控制開關的占空比都取得比較小。
應用區(qū)別
正激式變壓器不蓄積能量,只擔負偶合傳輸,反激式變壓器需把開通過程中的能量蓄積在本身,關斷過程中再釋放:正激式繞組同相位,反激式繞組反相;正激式變壓器不用調(diào)節(jié)電感值,反激式需調(diào)節(jié)。正激式工作存在剩磁為防飽和需消磁電路,本身不蓄能需要蓄能線圈和續(xù)流二極管,反激式不用。
反激主要用在150-200瓦以下的情況,正激則用在150w到幾百瓦之間。之所以反激更廣范就是因為我們?nèi)粘V?00w以下的電源比較常見,應用比較常見,所以也就比較廣泛啦。原理就是一個通過儲能再通過變比進行變壓的,一個是直接通過變比進行變壓的。正激初級繞組同名端都是正極所以叫正激,反激一個在正,一個在負所以叫反激。
反激式可做小功率,成本低,調(diào)試相對簡單些,所以在小功率電源中常用。它們的區(qū)別: 主變壓器方面, 正激的需增加消磁繞組,當然也有的用增加兩個二極管在主繞組進行消磁,無論如何正激電源必須增加消磁回路。反激不用增加輸出儲能電感,因為能量能儲存在次級線圈中 ,正激須增加輸出儲能電感,且整流部分需增加續(xù)流二極管。
一般在100W以內(nèi)我們習慣用反激拓撲來做,超過100W的用正激比較合適。為何?
展開 RS瑞森半導體在PC電源上的應用
一、正激式PC電源介紹
正激式開關電源在硬開關應用中有單管正激和雙管正激兩種。
單管正激,由于變壓器需要增加額外的磁復位繞組,在主開關MOS管關斷時,MOS管會承受兩倍于輸入電壓的應力,因此在該類拓撲應用中推薦瑞森半導體800V、900V的超高壓MOS管,以應對電壓變化帶來的沖擊。
雙管正激,它是非常穩(wěn)定的拓撲結構,工作頻率不高,也不會出現(xiàn)過大的沖擊電流,對MOS管的要求相對寬松,每個MOS理論上的電壓為直流母線電壓,對應推薦瑞森半導體500V、650V的高壓MOS,同時Rdson較小,可進一步提高效率,通常應用于計算機主電源,中等功率通信電源,變頻器等輔助電源。
二、正激式典型應用拓撲圖
三、典型應用案例
1、單端正激300W-500W,經(jīng)典IC 3842-3845:
主推RS9N90F / RS8N80F / RS10N80F (一機1PCS);
2、雙管正激(雙晶正激),經(jīng)典IC CM6805 / 6800 / 6109,功率:350W-2000W:
主推500V系列:
TO-220F: RS9N50F / RS10N50F / RS13N50F / RS15N50F / RS18N50F / RS20N50F / RS25N50F;
TO-247: RS20N50W / RS25N50W / RS28N50W / RS30N50W;
四、瑞森半導體產(chǎn)品選型推薦
瑞森半導體在PC電源上主推超高壓MOS、高壓MOS推薦如下產(chǎn)品選型表:
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諧準去磁正激變換器的功率器件設計公式
(1):諧準去磁正激變換器的電路圖:
(2):諧準去磁正激變換器的主要穩(wěn)態(tài)規(guī)格:
(3):功率器件的穩(wěn)態(tài)應力:
- 有源開關 S:
- 無源開關 D1,D2:
上述公式是穩(wěn)態(tài)工作時,功率器件上的電壓、電流應力。選擇功率器件時,其電壓耐量可放一個合適的余量(保證最壞情況下的電壓峰值不超過此值),電流耐量則得按器件的結溫降額要求決定、它與外部散熱條件和器件的通態(tài)電阻、通態(tài)壓降、結電容、反向恢復、結到殼的熱阻等密切相關,是功率器件熱設計的內(nèi)容,將在以后的欄目中介紹。
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有源去磁正激變換器的功率器件設計公式
(1):有源去磁正激變換器的電路圖:
(2):有源去磁正激變換器的主要穩(wěn)態(tài)規(guī)格:
(3):功率器件的穩(wěn)態(tài)應力:
-- 有源開關 S:
-- 無源開關 D1,D2:
[color=rgb(51, 51, 51) !
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三繞組去磁正激變換器的功率器件設計公式
(1):三繞組去磁正激變換器的電路圖:
(2):三繞組去磁正激變換器的主要穩(wěn)態(tài)規(guī)格:
(3):功率器件的穩(wěn)態(tài)應力:
-- 有源開關 S:
-- 無源開關 D1,D2:
上述公式是穩(wěn)態(tài)工作時,功率器件上的電壓、電流應力。選擇功率器件時,其電壓耐量可放一個合適的余量(保證最壞情況下的電壓峰值不超過此值),電流耐量則得按器件的結溫降額要求決定、它與外部散熱條件和器件的通態(tài)電阻、通態(tài)壓降、結電容、反向恢復、結到殼的熱阻等密切相關,是功率器件熱設計的內(nèi)容,將在以后的欄目中介紹。

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諧準去磁正激變換器的功率器件設計公式
(1):諧準去磁正激變換器的電路圖:
(2):諧準去磁正激變換器的主要穩(wěn)態(tài)規(guī)格:
(3):功率器件的穩(wěn)態(tài)應力:
- 有源開關 S:
- 無源開關 D1,D2:
上述公式是穩(wěn)態(tài)工作時,功率器件上的電壓、電流應力。選擇功率器件時,其電壓耐量可放一個合適的余量(保證最壞情況下的電壓峰值不超過此值),電流耐量則得按器件的結溫降額要求決定、它與外部散熱條件和器件的通態(tài)電阻、通態(tài)壓降、結電容、反向恢復、結到殼的熱阻等密切相關,是功率器件熱設計的內(nèi)容,將在以后的欄目中介紹。
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有源去磁正激變換器的功率器件設計公式
(1):有源去磁正激變換器的電路圖:
(2):有源去磁正激變換器的主要穩(wěn)態(tài)規(guī)格:
(3):功率器件的穩(wěn)態(tài)應力:
-- 有源開關 S:
-- 無源開關 D1,D2:
[color=rgb(51, 51, 51) !important]上述公式是穩(wěn)態(tài)工作時,功率器件上的電壓、電流應力。
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電源拓撲
簡單說來,在前幾年電源的拓撲可分為半橋式和正激式兩種,現(xiàn)在基本以正激式為主。半橋式是傳統(tǒng)的電源結構,通常轉換效率不高;而正激式結構轉換效率容易做到80%以上。
傳統(tǒng)的半橋式拓撲
正激式拓撲有助于提高轉換效率
在進行分辨時,我們不妨采用排除法:在半橋式電源的中央,必定有三個變壓器,并且一大兩小,排成一條直線;如果你的電源不是這種結構,那么恭喜你,這多半是正激式電源。
低壓慮波電路的電感線圈
在低壓濾波電路部分,我們主要看電感線圈的大小、匝數(shù)和顏色。自然是線圈越大、匝數(shù)越多越好;至于顏色,理論上從優(yōu)到劣分別為灰色、黑色、淺綠色和黃色,電感越好損耗越小。
低壓濾波電路部分主要看電感線圈
散熱片
散熱片的作用不需多說,發(fā)熱量較大的開關管和肖特基管都常常安裝在散熱片上。目前市售電源普遍采用鋁質(zhì)散熱片,通常越厚越好;同時為了在有限的空間內(nèi)擴大散熱面積,大部分散熱片都開有鰭片,理論上鰭片越多越好。
來源:電源Fan
展開 收藏|常見開關電源優(yōu)缺點對比
“反激”變換器實際是降壓-升壓電路隔離(變壓器耦合)形式。
4、Flyback反激
如降壓-升壓電路一樣工作,但是電感有兩個繞組,而且同時作為變壓器和電感。
輸出可以為正或為負,由線圈和二極管的極性決定。
輸出電壓可以大于或小于輸入電壓,由變壓器的匝數(shù)比決定。
這是隔離拓撲結構中最簡單的。
增加次級繞組和電路可以得到多個輸出。
5、Forward正激
降壓電路的變壓器耦合形式。
不連續(xù)的輸入電流,平滑的輸出電流。
因為采用變壓器,輸出可以大于或小于輸入,可以是任何極性。
增加次級繞組和電路可以獲得多個輸出。
在每個開關周期中必須對變壓器磁芯去磁。常用的做法是增加一個與初級繞組匝數(shù)相同的繞組。
在開關接通階段存儲在初級電感中的能量,在開關斷開階段通過另外的繞組和二極管釋放。
6、Two-Transistor Forward雙晶體管正激
兩個開關同時工作。
開關斷開時,存儲在變壓器中的能量使初級的極性反向,使二極管導通。
主要優(yōu)點:每個開關上的電壓永遠不會超過輸入電壓;無需對繞組磁道復位。
7、Push-Pull推挽
開關(FET)的驅動不同相,進行脈沖寬度調(diào)制(PWM)以調(diào)節(jié)輸出電壓。
良好的變壓器磁芯利用率——在兩個半周期中都傳輸功率。
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4、電源拓撲
簡單說來,在前幾年電源的拓撲可分為半橋式和正激式兩種,現(xiàn)在基本以正激式為主。
半橋式是傳統(tǒng)的電源結構,通常轉換效率不高;而正激式結構轉換效率容易做到80%以上。
傳統(tǒng)的半橋式拓撲
正激式拓撲有助于提高轉換效率
在進行分辨時,我們不妨采用排除法:
在半橋式電源的中央,必定有三個變壓器,并且一大兩小,排成一條直線;如果你的電源不是這種結構,那么恭喜你,這多半是正激式電源。
5、低壓濾波電路的電感線圈
在低壓濾波電路部分,我們主要看電感線圈的大小、匝數(shù)和顏色。
自然是線圈越大、匝數(shù)越多越好;至于顏色,理論上從優(yōu)到劣分別為灰色、黑色、淺綠色和黃色,電感越好損耗越小。
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6、反激變壓器
此處初級電感很低,用于確定峰值電流和存儲的能量。當初級開關斷開時,能量傳送到次級。
7、Forward 正激變換變壓器
初級電感很高,因為無需存儲能量。
磁化電流(i1)流入 “磁化電感”,使磁芯在初級開關斷開后去磁(電壓反向)。
干貨|一文讀懂二十種開關電源拓撲結構
最基本的拓撲是Buck(降壓式)、Boost(升壓式)和Buck/Boost(升/降壓),單端反激(隔離反激),正激、推挽、半橋和全橋變化器。
開關電源的拓撲結構,常見拓撲大約有14種,每種都有自身的特點和適用場合。選擇原則是要看是大功率還是小功率,高壓輸出還是低壓輸出,以及是否要求器件盡量少等。
因此,要恰當選擇拓撲,熟悉各種不同拓撲的優(yōu)缺點及適用范圍是非常重要的。錯誤的選擇會使電源設計一開始就注定失敗。下面為大家整理匯總了開關電源20種基本拓撲,幫助系統(tǒng)掌握每種電路結構的工作原理與基本特性。
【趣文分享】常見開關電源優(yōu)缺點對比
“反激”變換器實際是降壓-升壓電路隔離(變壓器耦合)形式。
4、Flyback反激
如降壓-升壓電路一樣工作,但是電感有兩個繞組,而且同時作為變壓器和電感。
輸出可以為正或為負,由線圈和二極管的極性決定。
輸出電壓可以大于或小于輸入電壓,由變壓器的匝數(shù)比決定。
這是隔離拓撲結構中最簡單的。
增加次級繞組和電路可以得到多個輸出。
5、Forward正激
降壓電路的變壓器耦合形式。
不連續(xù)的輸入電流,平滑的輸出電流。
因為采用變壓器,輸出可以大于或小于輸入,可以是任何極性。
增加次級繞組和電路可以獲得多個輸出。
在每個開關周期中必須對變壓器磁芯去磁。常用的做法是增加一個與初級繞組匝數(shù)相同的繞組。
在開關接通階段存儲在初級電感中的能量,在開關斷開階段通過另外的繞組和二極管釋放。
6、Two-Transistor Forward雙晶體管正激
兩個開關同時工作。
開關斷開時,存儲在變壓器中的能量使初級的極性反向,使二極管導通。
主要優(yōu)點:每個開關上的電壓永遠不會超過輸入電壓;無需對繞組磁道復位。
7、Push-Pull推挽
開關(FET)的驅動不同相,進行脈沖寬度調(diào)制(PWM)以調(diào)節(jié)輸出電壓。
良好的變壓器磁芯利用率——在兩個半周期中都傳輸功率。
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盤點 | 11種開關電源的拓撲結構特點
常見的拓撲結構,包括Buck降壓、Boost升壓、Buck-Boost降壓-升壓、Flyback反激、Forward正激、Two-Transistor Forward雙晶體管正激等。
常見的基本拓撲結構
基本的脈沖寬度調(diào)制波形
這些拓撲結構都與開關式電路有關。
基本的脈沖寬度調(diào)制波形定義如下:
常見的基本拓撲結構
1、Buck降壓
把輸入降至一個較低的電壓。
可能是最簡單的電路。
電感/電容濾波器濾平開關后的方波。
輸出總是小于或等于輸入。
輸入電流不連續(xù)(斬波)。
輸出電流平滑。
2、Boost升壓
把輸入升至一個較高的電壓。
與降壓一樣,但重新安排了電感、開關和二極管。
輸出總是比大于或等于輸入(忽略二極管的正向壓降)。
輸入電流平滑。
輸出電流不連續(xù)(斬波)。
3、Buck-Boost降壓-升壓
電感、開關和二極管的另一種安排方法。
結合了降壓和升壓電路的缺點。
輸入電流不連續(xù)(斬波)。
輸出電流也不連續(xù)(斬波)。
輸出總是與輸入反向(注意電容的極性),但是幅度可以小于或大于輸入。
“反激”變換器實際是降壓-升壓電路隔離(變壓器耦合)形式。
4、Flyback反激
如降壓-升壓電路一樣工作,但是電感有兩個繞組,而且同時作為變壓器和電感。
輸出可以為正或為負,由線圈和二極管的極性決定。
展開 常見開關電源優(yōu)缺點對比
“反激”變換器實際是降壓-升壓電路隔離(變壓器耦合)形式。
4、Flyback反激
如降壓-升壓電路一樣工作,但是電感有兩個繞組,而且同時作為變壓器和電感。
輸出可以為正或為負,由線圈和二極管的極性決定。
輸出電壓可以大于或小于輸入電壓,由變壓器的匝數(shù)比決定。
這是隔離拓撲結構中最簡單的。
增加次級繞組和電路可以得到多個輸出。
5、Forward正激
降壓電路的變壓器耦合形式。
不連續(xù)的輸入電流,平滑的輸出電流。
因為采用變壓器,輸出可以大于或小于輸入,可以是任何極性。
增加次級繞組和電路可以獲得多個輸出。
在每個開關周期中必須對變壓器磁芯去磁。常用的做法是增加一個與初級繞組匝數(shù)相同的繞組。
在開關接通階段存儲在初級電感中的能量,在開關斷開階段通過另外的繞組和二極管釋放。
6、Two-Transistor Forward雙晶體管正激
兩個開關同時工作。
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■“反激”變換器實際是降壓-升壓電路隔離(變壓器耦合)形式。
5、Flyback反激
■如降壓-升壓電路一樣工作,但是電感有兩個繞組,而且同時作為變壓器和電感。
■輸出可以為正或為負,由線圈和二極管的極性決定。
■輸出電壓可以大于或小于輸入電壓,由變壓器的匝數(shù)比決定。
■這是隔離拓撲結構中最簡單的
■增加次級繞組和電路可以得到多個輸出。
6、Forward正激
■降壓電路的變壓器耦合形式。
■不連續(xù)的輸入電流,平滑的輸出電流。
■因為采用變壓器,輸出可以大于或小于輸入,可以是任何極性。
■增加次級繞組和電路可以獲得多個輸出。
■在每個開關周期中必須對變壓器磁芯去磁。常用的做法是增加一個與初級繞組匝數(shù)相同的繞組。
■在開關接通階段存儲在初級電感中的能量,在開關斷開階段通過另外的繞組和二極管釋放。
7、Two-Transistor Forward雙晶體管正激
■兩個開關同時工作。
展開 開關電源中11種拓撲結構
■“反激”變換器實際是降壓-升壓電路隔離(變壓器耦合)形式。
5、Flyback反激
■如降壓-升壓電路一樣工作,但是電感有兩個繞組,而且同時作為變壓器和電感。
■輸出可以為正或為負,由線圈和二極管的極性決定。
■輸出電壓可以大于或小于輸入電壓,由變壓器的匝數(shù)比決定。
■這是隔離拓撲結構中最簡單的
■增加次級繞組和電路可以得到多個輸出。
6、Forward正激
■降壓電路的變壓器耦合形式。
■不連續(xù)的輸入電流,平滑的輸出電流。
■因為采用變壓器,輸出可以大于或小于輸入,可以是任何極性。
■增加次級繞組和電路可以獲得多個輸出。
■在每個開關周期中必須對變壓器磁芯去磁。常用的做法是增加一個與初級繞組匝數(shù)相同的繞組。
■在開關接通階段存儲在初級電感中的能量,在開關斷開階段通過另外的繞組和二極管釋放。
7、Two-Transistor Forward雙晶體管正激
■兩個開關同時工作。
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