什么是反激式开关电源,与正激式有什么区别

一、反激式开关电源概述

反激式开关电源是一种常用的开关电源设计方案，其工作原理独特且应用广泛。具体来说，反激式开关电源是指当变压器的初级线圈正好被直流脉冲电压激励时，变压器的次级线圈没有向负载提供功率输出，而仅在变压器初级线圈的激励电压被关断后才向负载提供功率输出。这种变压器开关电源因其独特的工作模式而被称为反激式开关电源。

反激式开关电源的工作原理可以通过以下步骤来介绍：

1. 能量储存阶段 ：当开关器件（如MOSFET或IGBT）导通时，输入电源的能量被储存在变压器初级线圈的电感中。此时，由于次级线圈与初级线圈的极性相反，且开关器件导通，次级线圈中的二极管处于截止状态，因此没有能量传递到负载。
2. 能量释放阶段 ：当开关器件截止时，变压器初级线圈中的电感开始释放储存的能量。由于此时次级线圈中的二极管导通，能量通过二极管传递到负载，同时给输出电容充电，以维持输出电压的稳定。

反激式开关电源的主要组成部分包括输入滤波电容、开关器件、输出电感（或变压器次级线圈）、输出二极管以及控制电路等。通过控制开关器件的导通和截止时间，可以实现对输出电压和电流的调整。

反激式开关电源具有多种优点，如结构简单、成本低廉、易于实现多路输出等。因此，在中小功率电子设备中得到了广泛应用。然而，它也存在一些局限性，如输出功率相对较小（通常小于200瓦）、效率可能不如其他类型的开关电源高等。

二、正激式开关电源概述

正激式开关电源是另一种常见的开关电源设计方案。与反激式开关电源相比，正激式开关电源的工作原理和特性有所不同。

正激式开关电源是指使用正激高频变压器隔离耦合能量的开关电源。在正激式开关电源中，当开关管接通时，输出变压器充当介质直接耦合磁场能量，实现电能与磁能的相互转化，并且输入输出同时进行。

正激式开关电源的工作原理如下：

1. 能量传递阶段 ：当开关管接通时，输入电源的能量通过变压器直接传递到负载。此时，变压器初级线圈中的电流增加，同时次级线圈中的电流也相应增加，为负载提供所需的功率。
2. 磁复位阶段 ：为了防止变压器初级线圈产生的反电动势把开关管击穿，需要增加反电动势绕组（或称为复位绕组）。当开关管截止时，反电动势绕组中的电流会产生一个与初级线圈中电流方向相反的磁场，从而实现对变压器的磁复位。

正激式开关电源的主要组成部分包括输入滤波电容、开关管、输出变压器、输出整流二极管以及控制电路等。与反激式开关电源相比，正激式开关电源的结构更为复杂，但输出功率更高，适用于低压大电流（100W-300W）的场合。

正激式开关电源的优点包括输出功率高、效率高、稳定性好等。然而，它也存在一些缺点，如结构复杂、成本较高、不易实现多路输出等。

三、反激式与正激式开关电源的区别

反激式开关电源与正激式开关电源在多个方面存在显著差异。以下是对这些区别的详细阐述：

1. 工作原理不同 ：
   • 反激式开关电源在开关器件导通时储存能量，在开关器件截止时释放能量到负载。而正激式开关电源在开关管接通时直接传递能量到负载。
2. 变压器功能不同 ：
   • 反激式开关电源中的变压器不仅起到变换电压传输能量的作用，同时还起到储能电感的作用。而正激式开关电源中的变压器主要起到耦合能量的作用，不具有储能功能（但需要考虑磁复位问题）。
3. 输出电压和电流特性不同 ：
   • 反激式开关电源的输出电压和电流特性受开关器件导通和截止时间的影响较大，因此可能需要更复杂的控制电路来实现稳定的输出电压和电流。而正激式开关电源的输出电压和电流特性相对稳定，受开关器件导通和截止时间的影响较小。
4. 应用场合不同 ：
   • 反激式开关电源因其结构简单、成本低廉、易于实现多路输出等优势，在中小功率电子设备中得到了广泛应用。而正激式开关电源则因其输出功率高、效率高、稳定性好等特点，更适用于低压大电流的场合。
5. 安全性与可靠性 ：
   • 反激式开关电源在开关器件截止时释放能量到负载，因此可能存在开关器件承受较高电压和电流的风险。而正激式开关电源在开关管接通时直接传递能量到负载，开关器件的承受压力相对较小，因此可能具有更高的安全性和可靠性。
6. 电路复杂度与成本 ：
   • 反激式开关电源的电路相对简单，成本较低。而正激式开关电源的电路相对复杂，需要增加反电动势绕组等元件来实现磁复位等功能，因此成本可能较高。

综上所述，反激式开关电源与正激式开关电源在工作原理、变压器功能、输出电压和电流特性、应用场合、安全性与可靠性以及电路复杂度与成本等方面均存在显著差异。在实际应用中，应根据具体需求选择合适的开关电源类型以满足设计要求。