正激式变换器工作原理
正激变换器
Dm in
N1 N2
Uo U dm a x
0.33
Rm a x
Uo Io min
50
设计方法*
电感电流连续： L 1 (1 D)RT
2
极限状态满足要求：
L
1 2
(1
Dmin)RmaxT
L 0.00017H 0.17mH
与Buck电路类似，电感最大峰值电流、最大有效值电流为：
I Lpkmax
正激变换器（Forward Converter）
电感电流连续模式（CCM）下工作参数分析
稳态工作时电感伏秒平衡，有：
( N2 N1
Ud
Uo )DT
Uo (1
D)T
0
Uo
D
N2 N1
Ud
上式表明：正激DC-DC变换电路的输出电压平均值和Buck
电路一样与D成正比，不同的是还与匝数有关。
为避免变压器饱和，每个开关周期内磁路必须复位，即
Io
其中：Iin为输入平均电流（直流电流），Io为输出直流电流，
D为占空比 ，Ud为输入直流电压，Uo 为输出直流电压
正激电路电感电流连续的临界条件
输出电流大于临界连续时电感平均电流，有： 1 1 (1 D)T
R 2L
即： L 1 (1 D)R
2f
——LC滤波器设计约束条件之一
正激变换器（Forward Converter）
CCM状态下主电路主要参数关系
电感 电感电流连续条件： L 1 (1 D)RT
2
电感电流有效值： ILrms Io
电感电流峰值： I Lpk
Io
1 2
I Lpp
电感电流脉动峰峰值：
电容
有源钳位正激变换器的理论分析和设计方法
有源钳位正激变换器的理论分析和设计方法刘耀平(深圳华德电子有限公司，广东深圳518066）摘要：零电压软开关有源钳位正激变换器拓扑非常适合中小功率开关电源的设计。
增加变压器励磁电流或应用磁饱和电感均能实现零电压软开关工作模式。
基于对零电压软开关有源钳位正激变换器拓扑的理论分析，提出了一套实用的优化设计方法。
实验结果验证了理论分析和设计方法。
关键词：有源钳位；正激变换器；零电压软开关1引言单端正激变换器拓扑以其结构简单、工作可靠、成本低廉而被广泛应用于独立的离线式中小功率电源设计中。
在计算机、通讯、工业控制、仪器仪表、医疗设备等领域，这类电源具有广阔的市场需求。
当今，节能和环保已成为全球对耗能设备的基本要求。
所以，供电单元的效率和电磁兼容性自然成为开关电源的两项重要指标。
而传统的单端正激拓扑，由于其磁特性工作在第一象限，并且是硬开关工作模式，决定了该电路存在一些固有的缺陷：变压器体积大，损耗大；开关器件电压应力高，开关损耗大；d v/d t和d i/d t大，EMI问题难以处理。
为了克服这些缺陷，文献[1][2][3]提出了有源钳位正激变换器拓扑，从根本上改变了单端正激变换器的运行特性，并且能够实现零电压软开关工作模式，从而大量地减少了开关器件和变压器的功耗，降低了d v/d t和d i/d t，改善了电磁兼容性。
因此，有源钳位正激变换器拓扑迅速获得了广泛的应用。
然而，有源钳位正激变换器并非完美无缺，零电压软开关特性也并非总能实现。
因而，在工业应用中，对该电路进行优化设计显得尤为重要。
本文针对有源钳位正激变换器拓扑，进行了详细的理论分析，指出了该电路的局限性，并给出了一种优化设计方法。
2正激有源钳位变换器的工作原理如图1所示，有源钳位正激变换器拓扑与传统的单端正激变换器拓扑基本相同，只是增加了辅助开关S a（带反并二极管）和储能电容C s，以及谐振电容C ds1、C ds2，且略去了传统正激变换器的磁恢复电路。
开关电源原理与设计(七)-正激式变压器开关电源
开关电源原理与设计（七）-正激式变压器开关电源中心议题：介绍正激式变压器开关电源正激式变压器开关电源的优缺点正激式变压器开关电源电路参数的计算正激式开关电源变压器初级线圈匝数的计算变压器初、次级线圈匝数比的计算正激式变压器开关电源正激式变压器开关电源输出电压的瞬态控制特性和输出电压负载特性，相对来说比较好，因此，工作比较稳定，输出电压不容易产生抖动，在一些对输出电压参数要求比较高的场合，经常使用。
正激式变压器开关电源工作原理所谓正激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正在被直流电压激励时，变压器的次级线圈正好有功率输出。
图1-17是正激式变压器开关电源的简单工作原理图，图1-17中U i是开关电源的输入电压，T是开关变压器，K是控制开关，L是储能滤波电感，C是储能滤波电容，D2是续流二极管，D3是削反峰二极管，R是负载电阻。
在图1-17中，需要特别注意的是开关变压器初、次级线圈的同名端。
如果把开关变压器初线圈或次级线圈的同名端弄反，图1-17就不再是正激式变压器开关电源了。
我们从（1-76）和（1-77）两式可知，改变控制开关K的占空比D，只能改变输出电压（图1-16-b中正半周）的平均值Ua ，而输出电压的幅值Up不变。
因此，正激式变压器开关电源用于稳压电源，只能采用电压平均值输出方式。
图1-17中，储能滤波电感L和储能滤波电容C，还有续流二极管D2，就是电压平均值输出滤波电路。
其工作原理与图1-2的串联式开关电源电压滤波输出电路完全相同，这里不再赘述。
关于电压平均值输出滤波电路的详细工作原理，请参看“1-2．串联式开关电源”部分中的“串联式开关电源电压滤波输出电路”内容。
正激式变压器开关电源有一个最大的缺点，就是在控制开关K关断的瞬间开关电源变压器的初、次线圈绕组都会产生很高的反电动势，这个反电动势是由流过变压器初线圈绕组的励磁电流存储的磁能量产生的。
因此，在图1-17中，为了防止在控制开关K关断瞬间产生反电动势击穿开关器件，在开关电源变压器中增加一个反电动势能量吸收反馈线圈N3绕组，以及增加了一个削反峰二极管D3。
谐振复位双开关正激变换器
谐振复位双开关正激变换器CATALOGUE目录•引言•谐振复位双开关正激变换器的工作原理•控制电路与驱动设计•变换器的性能评估•变换器的应用案例与比较•总结与展望引言CATALOGUE 01定义与特性类型与分类谐振复位双开关正激变换器概述工作原理应用领域工作原理和应用领域目的本报告旨在详细介绍谐振复位双开关正激变换器的工作原理、特性、应用领域等方面的内容，为读者提供全面的了解和参考。
结构本报告首先介绍谐振复位双开关正激变换器的概述和工作原理，然后分析其特性、性能优势以及应用领域，最后总结报告内容并展望未来发展趋势。
本报告的目的和结构谐振复位双开关正激变换器的工作原理CATALOGUE02工作模式说明工作模式1在输入电压的正半周，开关管Q1导通，谐振电容Cr与主变压器Tr的原边绕组Lp1谐振，将能量传递到副边，同时给输出电容Co充电，为输出负载提供能量。
工作模式2在输入电压的负半周，开关管Q2导通，谐振电容Cr与主变压器Tr的原边绕组Lp2谐振，同样将能量传递到副边，维持输出电压稳定。
开关管Q1、Q2谐振电容Cr主变压器Tr输出整流二极管D1、D2关键元器件及其功能输入电压波形为正弦波，经过全桥整流后得到脉动的直流电压。
为具有一定死区的互补PWM波，用于控制开关管的导通与关断。
在开关管导通期间，谐振电容电压近似为正弦波；在开关管关断期间，谐振电容通过主变压器原边绕组放电。
在开关管导通期间，原边绕组电流逐渐上升；在开关管关断期间，原边绕组电流通过谐振电容放电回路逐渐减小。
根据负载情况和输出电压要求，副边绕组电压电流波形会有所不同，但总体上呈现稳定的直流特性。
工作波形和电压电流特性开关管驱动波形原边绕组电流波形副边绕组电压电流波形谐振电容电压波形控制电路与驱动设计CATALOGUE03010203调制方式选择控制策略及实现方法软开关技术控制算法设计变换器的性能评估CATALOGUE04评估方法通过对变换器输出波形进行观测和分析，可以判断其工作稳定性和效率。
双管正激变化器的工作原理
双管正激变化器的工作原理双管正激变化器（Push-Pull Converter）是一种常见的电力电子变换器，可以将直流电能转换为交流电能，通常用于电源供应、驱动电机等场合。
它采用两个互补的开关管对输入电压进行切换，通过周期性的切换来实现直流至交流的转换。
双管正激变化器的工作原理如下：首先，输入电压通过输入电感和滤波电容进行滤波，得到平滑的直流电压。
然后，这个直流电压被输入到双管正激变化器的控制电路中。
控制电路会根据输出负载的需求，控制两个开关管的导通和关断。
当控制电路将一个开关管导通时，另一个开关管则关断。
这样，交替地切换两个开关管，就可以实现正激变化器的工作。
在正激变化器的一个工作周期内，有两个状态：导通状态和关断状态。
在导通状态下，一个开关管导通，另一个开关管关断，此时输入电压通过导通的开关管流入负载。
在关断状态下，两个开关管都关断，此时负载的电流通过输出电感和输出电容维持。
这样，双管正激变化器通过周期性的切换，在输出端产生了一个类似交流电的电压。
双管正激变化器的工作原理可以用以下步骤详细描述：1. 导通状态：当一个开关管导通时，它的导通电阻很小，电流可以流经它。
同时，另一个开关管关断，其导通电阻很大，电流无法流经它。
因此，输入电压通过导通的开关管流入负载。
2. 关断状态：当两个开关管都关断时，它们的导通电阻都很大，电流无法流经它们。
此时，负载的电流会通过输出电感和输出电容维持。
输出电感会储存能量，而输出电容则起到滤波作用，使输出电压更加稳定。
3. 切换过渡：当一个开关管由导通状态切换到关断状态时，由于其导通电阻的变化，会产生一个反向电压。
为了保护开关管，通常会在开关管上串联一个反向二极管，用于接收这个反向电压。
这个二极管被称为“自由轮”二极管，它的作用是提供一个回路，使反向电压能够顺利流回输入电源。
双管正激变化器的工作原理可以简化为以下几个关键步骤：输入电压滤波、开关管导通、开关管关断、自由轮二极管工作。
第12课单管正激变换器原理与设计
四、电路构成各功能详解：
1、IC3是TDA16888 2、Q3是MOS管SSP7N80A(1.8OHM/7A/800V) TO-220封装。 3、 IC3 电压VCC是反激电源提供，通过遥控可以开关。 4、R110,C59，D17构成RCD漏电感能量吸收电路，磁复位。
D17为BYV26E(1A/1KV/75NS/1.4V/SOD57)。
变压器磁轨迹1
变压器磁轨迹2
变压器磁轨迹3
变压器磁轨迹4
BUCK电感磁轨迹1
BUCK电感磁轨迹2
BUCK电感磁轨迹3
BUCK电感磁轨迹4
5、R4，R47是为配不同MOS管选择电阻。 6、R38是电流取样电阻，氧化膜电阻RY17-2W-0.39±5%，同时 具有次级电压短路保护功能。R54，C22调整电流取样大小 滤波电路，此电路要精心选择，对稳定工作很重要。
7、 Ton期间，变压器T1一组初级线圈，Q13，R38构成给变 压器励磁电路，同时能量传递个次级，由次级两组线圈分 别给L1两组线圈励磁，L1两组线圈在给负载供电的同时储 存能量。 8、Toff期间，变压器T1另一组初级线圈，Ds，构成变压器 去磁电路。整流电路。同时在次级D14，D16，C37，C36分 别构成L1两组电感的去磁电路。 9、R57，C41和R39，C28消除D10，D15上面的高频尖峰。 10、C37，L7，C38和C36，L8，C35构成两个∏型滤波器， C35，C36， C3,7，C38一定要选高频 低漏电容。 CD110-25V-1800uF-M（105℃） 11、L27是差模抑制电感，进一步消除纹波电压。
ton期间变压器t1一组初级线圈q13r38构成给变压器励磁电路同时能量传递个次级由次级两组线圈分别给l1两组线圈励磁l1两组线圈在给负载供电的同时储存能量
正激变换器和反激变换器的特性
正激变换器和反激变换器的特性正激变换器和反激变换器正激变换器磁性元件的设计正激变换器磁性元件除了变压器外，还有⼀个电感器，即扼流圈(输出电感)。
⼀般的资料上都是从变压器开始算起的，但本⼈认为应该从电感器开始算起⽐较好，这样⽐较明了，思维可以⽐较清楚。
因为正激变换器起源于BUCK变换器，⽽BUCK变换器，其功率的⼼脏是储能电感，因此，正激变换器的功率⼼脏是扼流圈，⽽不是变压器，变压器只有负责变电压，并没有其它的功能，功率传输靠得是电感。
当然⼀般书上从变压器算起，也未尝不可，但这样算，思路不是很明确，也不容易让读者理解。
双管正激变换器⼯作特点a、在任何⼯作条件下，为使两个调整管所承受的电压不会超过Vs+Vd (Vs：输⼊电压;Vd:D1、D2的正向压降，)，D1、D2必须是快恢复管(当然⽤恢复时间越短越好，我在实际设计和调试中多使⽤MUR460)。
b、在与单端正激变换器相⽐，⽆需复位电路，有利于简化电路和变压器设计;功率器件可选择较低的耐压值;功率等级也会很⼤，据我所知现在很多⼤功率等级的通信电源及电⼒操作电源都选⽤了这种电路。
c、两个调整管⼯作状态⼀致，同时处通态或断态。
我个⼈建议在⼤功率等级电源中选⽤此种电路，主要是调整管好选，⽐如IRFP460、IRFP460A等调整管即可。
正激变换器输出电感计算单端正激、双管正激、半桥、推挽、全桥、BUCK等电路设计⽅法相同。
我实际设计和调试中⼀般仅以公式计算值作参考，适当的可以调整匝数以达到最佳状态(我个⼈认为)。
单端反激变换器设计1、反激变换器电路拓扑图图单端反激变换器2、反激变换器电路原理其变压器T1起隔离和传递储存能量的作⽤，即在开关管Q开通时Np储存能量，开关管Q 关断时Np向Ns释放能量。
在输出端要加由电感器Lo和两Co电容组成⼀个低通滤波器（没有也可以），变压器初级需有Cr、Rr和Dr组成的RCD漏感尖峰吸收电路。
输出回路需有⼀个整流⼆极管D1。
双管正激变换器21变换器电路的结构及其工作原理在工作中
第二章双管正激变换器2.1 变换器电路的结构及其工作原理在工作中，当变换器电路中只有一个开关管时，则其承受的电压较高，容易被击穿，为了解决这个问题，可以采用两个晶体管串联起来当作一个管子用，从而能够提高电路承受电压的能力。
这在能够承受高耐压晶体管较少的时期不失为一种常用的方法。
如果，再加上D1、D2两个二极管( 如图1 所示) ，组成了双管正激变换电路拓扑。
由于目前工艺水平，MOSFET 管的工作电压不能太高，400V 左右的管子价格较相对低廉，应用在图 1 双管正激电路比较适合; 图中二极管D1、D2导通时限制了FET1、FET2关断时所受的反压，开关MOS 管承受电压为Vs + VD，由于DC/DC 变换器输入的直流电压是通过220V 市电整流获得( 约为310V 左右) 的，所以，Vs均在400V 以下。
因此，图1 所示双管正激电路具有可靠性高、造价低的优点，在煤矿井下通讯、交通及航天等领域得到广泛的应用。
FET1、FET2同时导通或同时关断。
在导通时，电源电压Vs加到变压器T 的原边绕组上。
在稳态下，由于上一周期工作时，电感线圈L1已建立的电流，通过D4导通，构成了负载I0的续流电路。
新周期开始，副边绕组由于原边绕组FET1、FET2的导通有了感应电动势。
副边绕组、二极管D3很快建立电流，其速度受制于变压器和副边电路的漏电感。
因为在导通瞬间L1上流过的电流IL保持不变，所以，由于D3的电流建立，二极管D4的电流必随之等同地快速减小。
当D3中的正向电流增加到原先流过D4的电流值时，D4则转为关断。
而且L1的输入端( A 点) 电压将增加到副边线圈电压V's( 减去VD3) 。
与此同时开始了正激能量传递状态。
前面的动作只占整个传递期间非常小的部分，其大小依漏感而定。
一般电流在1μs 内就建立。
但是，在低电压大电流传递时，漏感影响电流的建立非常明显，甚至大到占了全导通期间的相当比例，这时，就影响了能量的传递。
有源钳位反激转换器-正激式转换器
有源钳位反激转换器-正激式转换器反激转换器一正激式转换器(Fly,Forward CONVERTER)最早由美国IR公司提出。
大家知道，正激式转换器和反激式转换器都可应用于中小功率高频开关电源。
其主要缺点是开关管的电压应力高，正激式转换器需要采用特殊的磁复位措施，而反激式转换器的输出纹波大。
将正激式转换器和反激式转换器组合在一起，可以综合两种转换器的优点，在一定程度上可以克服两者的缺点。
并实现ZVS、自动可靠地磁复位、较低的电压应力等。
日本矢代于1994年提出的有源钳位反激,正激式转换器电路如图5,13所示。
正激式转换器和反激式转换器的变压器Tr1、Tr2的初级绕组相串联，共用一个主开关管V1和一个钳位电路，钳位电路并联在Tr1、Tr2初级串联绕组上。
后来派生出来的一些反激一正激式转换器，只用一个变压器，其次级用中点抽头整流或倍流整流输出电路。
研究图5,13电路可以发现，输出端没有滤波电感。
图5,13电路的组合方式，使两个转换器在一个周期内分别向负载供电，变压器次级并联交错输出。
因此无须另外再接续流二极管，由于输出纹波小，也无须加滤波电感。
对正激式转换器来说，因为初级串联了一个反激式转式换器的电感(即变压器)，相当于将输出滤波电感从次级移到了初级。
图5,13所示的反激一正激式转换器图5,13所示的反激一正激式转换器，在一个开关周期内有8种开关模式，见表5,3。
表中uDS1为主开关管V1端电压。
表5,3图5,13的主要特点是，主开关管和钳位开关管都实现了ZVS，使开关损耗减少，电路转换效率提高.和有源钳位正激式转换器一样，钳位电容上的电压为主开关管上的电压uDS1被钳位在:boost、buck和buck-boost几种结构都是开关电源的基本的拓扑结构，所谓正激和反激，是基本结构的衍生变化，就是插入了隔离变压器，正激和反激是针对带变压器隔离的开关电源而言，有单端正激、单端反激、双端正激、双端反激及其一些不能具体概括的结构形式. 正激式原端与次端的同名端在同一方向，而反激式的在异侧呢。
正激式变换器的参数设计及研究
正激式变换器的参数设计及研究正激式变换器是一种常见的DC-DC变换器拓扑，通常应用于电源转换和能量传输等领域。
正激式变换器通过将输入电压从低频到高频进行切换，以实现能量的转换和传输。
参数设计和研究对于提高正激式变换器的效率和稳定性非常重要。
首先，正激式变换器的参数设计需要确定输入电压范围、输出电压和输出电流等基本参数。
其中输入电压范围一般由本地电源的电压决定，输出电压和输出电流则根据实际需要进行选择。
在确定基本参数后，可以进一步设计变压器和电感的参数。
变压器是正激式变换器中非常重要的组件，其参数设计需要考虑输入和输出电压的比例关系、工作频率以及功率损耗等因素。
一般来说，输入和输出电压的比例由变压器的变比比例确定，可以通过设计决定变压器的结构和骨架，从而调整变比比例。
另外，工作频率对于变压器的设计也有重要影响，通常选择适合工作频率的材料和结构，以减小损耗并提高效率。
电感也是正激式变换器中常见的元件，其参数设计同样需要考虑输入和输出电压、工作频率和功率损耗等因素。
电感用于储存和传输能量，在正激式变换器中起到平滑电流的作用。
因此，电感的参数选择需要满足一定的电感值和电流容量要求，同时考虑磁芯材料的损耗和饱和等方面。
除了变压器和电感，正激式变换器还包括开关管和控制电路等组成部分。
开关管的选择需要考虑开关频率、耐压和导通电阻等因素，以确保其稳定工作和低功耗。
控制电路的设计需要满足开关管的驱动要求，通常选择合适的控制方式和芯片来实现高效、准确的控制。
除了参数设计，研究正激式变换器还需要考虑效率、稳定性和可靠性等方面。
对于效率的研究可以通过优化电路拓扑、选择合适的元件和控制策略来实现。
稳定性和可靠性的研究可以通过分析和仿真来评估电路的稳定性和容错能力，并根据实际情况进行改进。
总之，正激式变换器的参数设计和研究对于提高电路效率和稳定性非常重要。
通过合理选择和设计元件，优化控制策略和拓扑结构，可以实现高效、稳定和可靠的正激式变换器。
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正激式变换器工作原理
正激式变换器（Forward Converter）是一种常见的开关电源拓扑结构，被广泛应用于各种电子设备中。
它采用了正激式变换方式，可以实现高效率的电能转换和稳定的输出电压。
本文将从工作原理的角度详细介绍正激式变换器的运行机制。
正激式变换器主要由输入电源、开关管、变压器、输出电路和反馈控制电路等组成。
其工作原理可以分为四个阶段：励磁阶段、导通阶段、关断阶段和搬运阶段。
下面将逐步介绍这四个阶段的具体过程。
首先是励磁阶段。
当输入电压施加到变压器的一侧时，由于变压器的自感作用，电流开始急剧增加。
同时，反馈控制电路会控制开关管的导通时间，使其在合适的时间点导通。
导通后，电流通过变压器的主绕组，储能于变压器的磁场中。
接下来是导通阶段。
在导通状态下，电流继续通过开关管和主绕组，同时变压器的磁场也在不断积累能量。
此时，输出电路中的电感和电容开始储存能量，为后续的电能转换提供支持。
然后是关断阶段。
当开关管关闭时，变压器的磁场能量无法继续增加，开始释放储存的能量。
此时，反馈控制电路会探测输出电压，并根据需要调整开关管的导通时间。
在关断状态下，变压器的磁场能量通过副绕组传递给输出电路。
最后是搬运阶段。
在搬运阶段，输出电路中的电感和电容会逐渐释放储存的能量，以供给负载使用。
同时，反馈控制电路会根据输出电压的变化情况，调整开关管的导通时间，以维持输出电压的稳定。
通过这样不断重复的四个阶段，正激式变换器可以实现输入电能到输出电能的高效率转换。
其中，反馈控制电路起到关键作用，可以根据负载需求调整开关管的导通时间，以达到输出电压的精确控制。
需要注意的是，正激式变换器在实际应用中需要充分考虑电路的参数匹配和保护措施，以确保电路的安全可靠运行。
此外，还需要合理设计变压器的绕组结构和选用合适的材料，以提高变压器的效率和可靠性。
总结起来，正激式变换器是一种高效率的开关电源拓扑结构，通过合理的电能转换和稳定的反馈控制，实现了输入电能到输出电能的转换。
它具有结构简单、效率高、输出电压稳定等优点，在各种电子设备中得到了广泛应用。