反激电源的工作原理详解

反激拓扑

反激电源工作原理：反激电源电路图如图1所示。

图1 反激电源原理图

反激式工作原理：当开关管导通时，直流输入电压加到变压器原边绕组上，此时原边绕组相当于电感，能量以磁能形式存储在电感中，原边N1 上正下负，副边N2 上负下正，副边整流二极管截止，由电容给负载供电。当开关截止时，磁能由原边传送到副边，原边N1 上负下正，副边N2 上正下负，整流二级管导通，给电容充电，为负载供电。

下图为开关管导通关断波形(CH1:副边变压器两脚 CH2:Vgs CH3:Vds CH4:原边变压器两脚)

(CH1:副边变压器两脚 CH2:Vgs CH3:Vds CH4:原边变压器两脚)

在开关管第一次导通之前，Vds两端压降为Vin。在导通时，由于MOS，Vds电压被拉低。同时，原边电感开始存储能量，在原边电感上还存在一定的漏感，这一部分能量不能被耦合到副边的能量，此时原边电感的电压极性为上正下负。同时，这时候会因为变压器的特性，会给副边折射一个电压，这个电压为Vlp/n(Vlp为原边电感电压，n为变压器匝数比)。

在开关管从导通到关断时，在关断瞬间，原边的没有通路，但是由于电感的存在，电流不能突变。所以在关断瞬间的时候，电感会阻止电流的减小，由于变压器的能量是耦合到副边的，所以进行阻止电流减小的能量只有漏感上的能量。此时漏感释放的能量会给Cds进行充电，此时会引起LC振荡。在开关管导通时，原边电流是呈上升趋势的，也就是在关断瞬间的时候电流为最大值Ip，LC振荡呈现阻尼振荡方式，能量有所消耗，因此振幅慢慢减小。因为V=I*R，LC上的阻抗为Z0=jwl+1/jwl+R (jwl为感抗，1/jwl为容抗，R为回路阻抗)，因此漏感上的最大电压就为Vpleak max = Ip * Z0。由于MOS关断时，副边回路会导通，此时副边会折射一个电压到原边，由于副边此时电压是上正下负，折射到原边为上负下正，副边电感两端电压为Vf，则折射到原边的电压为Vf*n。

则有：

Vds max = Vin + Vf*n + Vpleak max

当漏感能量经过振荡消耗完，则第一次振荡阶段结束，漏感与寄生电容都处于稳定状态，Vds也处于稳定状态，此时由于副边依旧导通，依旧会有折射电压，因此此时的稳定状态

Vds = Vin + Vf*n

在副边能量消耗消耗完之后，副边不再导通，也不再折射能量，此时原边Vds原则上来说电压降为Vin，但是因为寄生电容的存在，电容电压不能突变。此时会出现第二次振荡，由寄生电容及原边电感发生谐振。

关于第一次与第二次振幅大小与变压器，MOS管的各个参数有关，减小Vds尖峰(不加RCD，或其他方式)，需要减小变压器的漏感，这与变压器的制造工艺有关。减小方法：增大磁芯，减小气隙，增大耦合系数等。

减小第二段振荡：选择寄生参数小的MOS管。