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，有兩個主要原因會引起高開關(guān)應(yīng)力。這兩個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，由于有能量存儲在電感器或變壓器漏感的磁場中，在其集電極將會產(chǎn)生高壓。

反激變換器中，儲存在變壓器中的大部分能量在反激期間將會傳遞到副邊?？墒怯捎诼└械拇嬖?，在反激期間開始時，除非采用一定形式的電壓抑制集電極電壓會有增加的趨勢。

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LLT，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)通這個動作，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，由于反激作用所有的變壓器電壓會反向。不考慮輸出整流二極管壓降，副邊電壓V，不會超過輸出電壓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，由于儲存在Lc中的能量會重新進(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，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上的電壓值會自動調(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。這對低電壓、大電流的輸出尤其重要，因?yàn)榇藭r漏感相對較大。所以選擇較低的R1值，導(dǎo)致鉗位電壓太低是錯誤的。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)成對平行緊密耦合，距離要小，注意這些細(xì)節(jié)會提供高效率、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

穩(wěn)定的輔助變換器