反激式電源適配器減小晶體管開關(guān)應(yīng)力

在反激變換器中，有兩個(gè)主要原因會(huì)引起高開關(guān)應(yīng)力。這兩個(gè)原因都與晶體管帶感性最明顯的影響是由于變壓器漏感的存在，集電極電壓在關(guān)斷邊沿會(huì)產(chǎn)負(fù)載關(guān)斷特性有過電壓，其次，不是很明顯的影響是如果沒有采用負(fù)載線整形技術(shù)，開關(guān)關(guān)斷期間會(huì)現(xiàn)很高的二次側(cè)擊穿應(yīng)力。

通過保證漏感盡可能地小，電壓超調(diào)可以得到最好的解決，然后使用消耗或能量回收方法壓制超調(diào)。以下章節(jié)介紹消耗抑制系統(tǒng)。使用附加繞組的、更有效的能量回收方法在第二部分8.5節(jié)中介紹。

如果在反激變換器中使用能量回收繞組方法，為保證能量向副邊傳遞，抑制的電壓應(yīng)至少比副邊電壓高30%（為驅(qū)使電流更快通過副邊漏感需增加的反激電壓）。

自跟蹤電壓抑制

當(dāng)晶體管所在電路中帶感性或變壓器負(fù)載，在晶體管關(guān)斷時(shí)，由于有能量存儲(chǔ)在電感器或變壓器漏感的磁場(chǎng)中，在其集電極將會(huì)產(chǎn)生高壓。

反激變換器中，儲(chǔ)存在變壓器中的大部分能量在反激期間將會(huì)傳遞到副邊?？墒怯捎诼└械拇嬖冢诜醇て陂g開始時(shí)，除非采用一定形式的電壓抑制集電極電壓會(huì)有增加的趨勢(shì)。

在圖中，變壓器漏感、輸出電容電感和副邊電路的回路電感集中為L(zhǎng)LT，并折算到變壓器原邊與原邊主電感Lp相串聯(lián)。

考慮在關(guān)斷后緊接著導(dǎo)通這個(gè)動(dòng)作，在此期間T原邊繞組中已建立電流，當(dāng)品體管Q關(guān)斷時(shí)，由于反激作用所有的變壓器電壓會(huì)反向。不考慮輸出整流二極管壓降，副邊電壓V，不會(huì)超過輸出電壓V，由于漏感L1，Q1的集電極部分地脫離該鉗位作用，而儲(chǔ)存在Llt中的能量將使集電極電壓更加正。

如果沒提供鉗位電路D2、C2，由于儲(chǔ)存在Lc中的能量會(huì)重新進(jìn)入Q1集電極的漏電容中，則反激電壓將高到具有破壞性的程度。

可是在圖中，穩(wěn)態(tài)條件下要求的鉗位作用由元件D2、C2和R1提供，如下所示。

C2上的電壓充到比反饋回來的副邊反激電壓稍高一些，當(dāng)Q1關(guān)斷，集電極電壓反激到該值，此時(shí)二極管D2導(dǎo)通并保持電壓為常數(shù)（C2與得到的能量相比較大），在鉗位作用結(jié)束時(shí)，C2上的電壓比開始值稍高。

在周期的維持階段，由于向R1放電，C1上的電壓回到它原來的值。因此多余的反激能量消耗在R1上。在穩(wěn)態(tài)條件下，由于C2上的電壓值會(huì)自動(dòng)調(diào)整，該鉗位電壓是自跟蹤的，直到所有多余的能量消耗于R上。如果所有的條件保持恒定，減小R的值或感Lr，位電壓就會(huì)減小。

（a）用于反激變換器原邊降低應(yīng)力的自跟蹤集電極電壓鉗位

（b）集電極電壓波形，表示電壓鉗位作用

由于反激超調(diào)具有有用的功能，因此不希望使鉗位電壓太低。在反激作用期間，它提供附加的電壓以驅(qū)使電流進(jìn)入副邊漏感。這使變壓器副邊反激電流更加快速增加，改善了變壓器效率并減小了R1上的損耗。這對(duì)低電壓、大電流的輸出尤其重要，因?yàn)榇藭r(shí)漏感相對(duì)較大。所以選擇較低的R1值，導(dǎo)致鉗位電壓太低是錯(cuò)誤的。最大允許的原邊電壓超調(diào)量由晶體管Vcx額定值控制，應(yīng)不低于反饋的副邊電壓的30%，如需要，應(yīng)使用較少的副邊匝數(shù)。

如果儲(chǔ)存在L中的能量較大，要避免R1上有過多的損耗，則要用能量恢復(fù)繞組和二極管來替代該電網(wǎng)絡(luò)，就像在正激變換器中使用的一樣。這可將多余的反激能量送回電源適配器。

很明顯，為了高效率并使Q1上的應(yīng)力最小，漏感L應(yīng)盡可能小。這可由變壓器原副邊間良好的絕緣來得到。同時(shí)也需要選擇具有最小電感的輸出電容，并且最重要的是副邊電路的回路電感應(yīng)最小。后者可通過使導(dǎo)線與變壓器盡可能近耦合，且合理繞制而得到。印制電路板的走線應(yīng)成對(duì)平行緊密耦合，距離要小，注意這些細(xì)節(jié)會(huì)提供高效率、好的調(diào)節(jié)性以及在反激電源適配器中有好的交又調(diào)節(jié)性。

電源適配器扼流圈的波形和峰值輸出電壓

電源適配器輸出模塊

充電器輸出濾波器

高頻扼流圈實(shí)例

電抗器的設(shè)計(jì)

穩(wěn)定的輔助變換器