反激拓扑1—反激电路的由来

原创 Monster电子技术 2024-03-07 11:30

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反激拓扑的原型是buck-boost拓扑

图1 传统的buck-boost拓扑

其工作过程如下：

①开关S闭合，电源Ui为电感L补充能量

②开关S断开时，L储存的能量通过负载放出

图2 开关S闭合

图3 开关S断开

从上述分析可以看出，buck-boost拓扑输入Ui和输出Uo正负方向相反。当把电感L等效为两个电感并联，且其匝比为1:1，同时把开关S和二极管D移动到下方方便驱动信号设计，其工作原理及其效果与传统的buck-boost电路是一样的，如下图所示

图4 传统buck-boost拓扑变形

两个并联的电感让我们想到了变压器，变压器实质上就是两个具有磁耦合的电感线圈，在图4的基础上，把两个并联的绕组分开，并通过磁芯进行耦合来传递能量，即变压器，并将其匝比1:1更改为1：n（或者Np：Ns），以便于适应更多的电压变化范围

图5 由buck-boost拓扑演变而来的隔离buck-boost拓扑

图5中的拓扑，当S闭合是，绕组Np进行充电参与电路运行，根据同名端原理，绕组Ns感应电压为上正下负，由于二极管D反向截止，故无法进行放电运行，当开关S断开时，根据楞次定律，绕组Np会感生出下正上负的电压，同理，绕组Ns下正上负，二极管导通，电感储存的能量进行放电，我们把绕组Np侧称为原边，Ns侧称为副边，此时副边的输出电压还是上负下正，看起来有点不太符合一般的阅读习惯，我们将二极管D放在上端，并将绕组Ns的同名端调转到下方，如图6所示。因为其原边绕组在经历电压激励储存能量时，副边绕组无功率输出，而原边绕组回路断开时，副边绕组才进行功率输出的特点，因为得名反激。