為何“正激”比“反激”適合做更高功率的電源

做過電源的工程師都知道,在100W以內的電源我們一般都習慣用反激拓撲來做,超過100W的一般用正激拓撲來做。當然也有用反激做到100多瓦的,但總的來說,相對反激,正激適合做更大瓦數的電源。這是為什麼,如下分享我的觀點。

1、反激的工作原理

為何“正激”比“反激”適合做更高功率的電源

上圖為反激的基本拓撲,當MOS開關管開通時,變壓器原邊繞組上正下負,此時變壓器副邊繞組上負下正,整流二極管VD截止,在MOS開通的時段,變壓器的勵磁能量由於沒有通路釋放從而全部存儲在變壓器中。當MOS開關管關閉之後,變壓器原邊繞組電位變成下正上負,根據同名端,此時副邊繞組的電位為上正下負,整流二極管VD導通,變壓器釋放能量,磁芯復位。就是這樣週而復始,使輸出穩壓。

根據變壓器線圈電流在MOS開通時的變化量及能量守恆公式, 可得到變壓器電感量計算公式,如下

為何“正激”比“反激”適合做更高功率的電源

Lp:原邊感量,Ip:原邊電流,Vin最低輸入電壓,D:佔空比,P輸入功率,f開關頻率

從上面公式我們可以看出, Lp 是受限的,當電源功率P越大時,原邊感量Lp越小。變壓器只要有一點漏感,這個漏感在整個原邊電感的佔比是比較大的,而電感的能量1/2*Lp*Ip^2在電感和漏感中的比例是按照感量大小的比例來分配的,一旦漏感比例大了,漏感中存儲的能量是不能轉化到副邊,大部分是通過其他通路來消耗(轉換成損耗)的,可想而知,功率越大,感量越小,漏感比例越容易變大,造成的損耗也將越來越大,不但損耗超大而且這個漏感造成的尖峰將隨功率的增大而越來越大,非常難處理,或者說到了一定的功率量,根本無法處理。

2、正激的工作原理

為何“正激”比“反激”適合做更高功率的電源

上圖為正激電源的基本拓撲,開關MOS管開通時,原邊繞組NP1為上正下負,根據同名端判定此時副邊繞組NS也為上正下負,輸出整流二極管VD1是導通的,原邊導通的同時副邊也導通,能量每個週期都能夠得到即時釋放。變壓器不存在存儲階段,雖然原邊也有比較大的電流,但這電流大部分都是由副邊折射過來的,初級和次級是同時有電流的,而且產生的磁感應強度相等,方向相反,當負載變重,初級電流也相應加大,抵消了磁芯磁場的變化,所以正激不用考慮正激的電感量的大小。

3、結論

由上面分析反激、正激的工作原理可知,當電源功率高時,反激的電感量很小,而用正激做的話電感量就很大, 所以若存大相同漏感量時,反激漏感佔的比例很高,導致很難處理,或者處理起來導致成本上升,不划算。從而限制了它不適合做高瓦數。 面正激則不存在此問題。所以正激比反激適合做更高瓦數的電源。

本人水平有限,拋磚引玉,歡迎各位留言,說說你的觀點。


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