正激开关电源变压器工作原理
正激开关电源原理
正激开关电源原理
正激开关电源原理
正激开关电源是一种改进的脉宽调制（PWM）开关电源，它通过一个控制电路和一个正激转换器来实现，正激电路在配置正确时具有非常强大的能力，可以实现极高的效率和高频的输出。
正激开关电源的工作原理如下：首先，控制电路捕捉输入电压信号，并将其转换成一系列脉冲信号，如果输入电压较高，脉冲信号会增加，相反，如果输入电压较低，脉冲信号会减少。
之后，控制电路将脉冲信号传递给正激转换器，这是一种特殊的开关电路，它可以把输出电压调节为输入脉冲信号所指定的程度。
简而言之，只要控制电路发出正确的信号，正激转换器就可以把输入电压调节为所需的电压输出。
正激开关电源的优点是非常高的效率，接近98%，较低的输入电压，可以支持大功率的消费电器，以及低功耗的输出，所以它通常用于移动电子设备。
此外，它还可以支持高频信号输出，比如通信设备。
另外，由于正激转换器的运行受到控制电路的控制，因此它的保护效果也很好。
不过，正激开关电源也有一些缺点，由于它的工作原理，它有一定的复杂性，并且需要较复杂的控制电路和正激转换器，这使得它的成本也相对较高。
此外，正激开关电源的抗干扰能力也不如其他类型的开关电源。
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开关变压器工作原理
开关变压器工作原理对于开关变压器的工作原理与普通变压器的工作原理是不同的。
普通变压器输入的交流电压或电流的正、负半周波形都是对称的，并且输入电压和电流波形一般都是连续的，在一个周期之内，输入电压和电流的平均值等于0，这是普通变压器工作原理的基本特点;而开关变压器一般都是工作于开关状态，其输入电压或电流一般都不是连续的，而是断续的，输入电压或电流在个周期之内的平均值大多数都不等于0，因此，开关变压器也称为脉冲变压器，这是开关变压器与普通变压器在工作原理方面的区别。
除此之外，开关变压器对于输入电压来说，有单激式和双激式之分：对于输出电压来说，又有正激式和反激式之分。
单激式和双激式开关电源，或正激式和反激式开关电源，它们使用的开关变压器，在工作原理方面也有很大的不同。
当开关变压器的输入电压为直流脉冲电压时，称为单极性脉冲输入，这种单极性脉冲输入的开关电源称为单激式变压器开关电源：当开关变压器的输入电压为正、负交替的脉冲电压时，称为双极性脉冲输入，这种双极性脉冲输入的开关电源称为双激式变压器开关电源;当变压器的初级线圈正在被直流脉冲电压激励时，变压器的次级线圈正好有功率输出，这种开关电源称为正激式变压器开关电源;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称为反激式开关电源。
设开关变压器铁芯的截面为S，当幅度为U、宽度为τ的矩形脉冲电压施加到开关变压器的初级线圈上时，在开关变压器的初级线圈中就有励磁电流流过：同时，在开关变压器的铁芯中就会产生磁场，变压器的铁芯就会被磁化，在磁场强度为H的磁场作用下又会产生磁感应强度为B的磁力线通量，简称磁通，用“”表示：磁感应强度B或磁通φ受磁场强度H的作用而发生变化的过程，称为磁化过程。
所谓的励磁电流，就是让变压器铁芯充磁和消磁的电流。
根据法拉第电磁感应定理，电感线圈中的磁场或磁感应强度发生变化时，将在线圈中产生感应电动势：线圈中感应电动势为：U=NdΦ/dt=NSdB/dt（1）式中，N为开关变压器的初级线圈的匝数：Φ=SB为变压器铁芯的磁通量;B 为变压器铁芯的磁感应强度或磁感应强度平均值。
正激变换器工作原理
正激变换器实际应用中，由于电压等级变换、安全、系统串并联等原因，开DC-变关电源的输入输出往往需要电气隔离。
在基本的非隔离DCDC-变换换器中加入变压器，就可以派生出带隔离变压器的DC 器。
例如，单端正激变换器就是有BUCK变换器派生出来的。
一工作原理1 单管正激变换器单端正激变换器是由BUCK变换器派生而来的。
图（a1）为BUCK 变换器的原理图，将开关管右边插入一个隔离变压器，就可以得到图（a2）的单端正激变换器图（a1）BUCK变换器图（a2）单端正激变换器BUCK变换器工作原理：电路进入平恒以后，由电感单个周期内充放电量相等，由电感周期内充放电平恒可以得到：即：可得：单端正激变换器的工作原理和和BUCK 相似。
其工作状态如图如图（a3）所示：⎰⎰=--O N O N t T t o o i dt U dt U U 00)(i i ON o o o i OFFo ON o i DU U Tt U TD U DT U U t U t U U ==-=-=-)1()()(⎰==T dt Lu T L U 001图（a3）单端正激变换器工作状态开关管Q 闭合。
如图所示，当开关管Q 闭合时的工作状态如图a4所示，图（a4）根据图中同名端所示，可以知道变压器副边也流过电流，D1导通，D2截止，电感电压为正，变压器副边的电流线性上升。
在此期间，电感电压为：O I L U U N N u -=12 开关管Q 截止。
开关管截止时，变压器副边没有电流流过，副边电流经反并联二极管D2续流，在此期间，电感电压为负，电流线性下降:O L U U -=在稳定时，和BUCK 电路一样，电感电压在一个周期内积分为零，因此：()S O S I T D U DT U U N N ⨯-⨯=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-1120 得：I O DU N N U 12= 由此可见，单端正激变换器电压增益与开关导通占空比成正比，比BUCK 电路只多了一个变压器的变化。
开关变压器工作原理
开关变压器工作原理
开关变压器是一种用于进行电压变换的设备，其工作原理基于电磁感应和能量转移。
该设备主要由铁芯、初级线圈、次级线圈和开关管组成。
开关变压器的工作原理如下：在初级线圈中通入交流电源，交流电流会使得初级线圈形成一个交变磁场。
而铁芯作为传导磁力的介质，会对初级线圈产生的磁场有很好的传导作用。
同时，次级线圈通过电磁感应与初级线圈相连。
当开关管工作时，它会周期性地断开初级线圈的电流，使得初级线圈的磁场也会随之断开。
在这个过程中，铁芯的磁场会随之变化，并通过磁导抗来传导磁力。
次级线圈正是利用了铁芯传导磁力的这个特性，通过感应作用将磁力转化为电压。
因此，开关变压器在工作时能够将初级线圈输入的电压变换成次级线圈输出的电压，实现了电压的升降。
这种工作原理使得开关变压器具有一些优势，比如尺寸小、体积轻、效率高等。
因此，开关变压器在许多电力和电子设备中被广泛应用，如电源适配器、通信设备等。
反激式和正激式变换器的工作原理
反激式和正激式变换器的工作原理反激式变换器和正激式变换器是电力电子领域中常见的两种变换器结构，它们在不同的应用场景下具有不同的工作原理。
一、反激式变换器的工作原理反激式变换器是一种常用的开关电源变换器，它通过开关管的开关动作来实现输入电压的变换。
反激式变换器一般由一个开关管、一个变压器、一个滤波电容和一个负载组成。
1. 工作原理反激式变换器的工作原理主要分为两个阶段：导通阶段和关断阶段。
导通阶段：当开关管导通时，变压器的一侧与输入电源相连，另一侧与负载相连。
此时，输入电流通过变压器的一侧流入，变压器的另一侧产生电磁感应，使得负载得到相应的电压。
关断阶段：当开关管关断时，变压器的一侧与负载相连，另一侧与滤波电容相连。
此时，由于变压器一侧的电流无法立即变为零，电流会通过滤波电容继续流向负载，从而使得负载得到稳定的电压。
2. 特点与应用反激式变换器具有体积小、成本低、效率高等优点，广泛应用于电力电子产品中。
例如，电视机、计算机、手机充电器等都采用了反激式变换器作为其电源模块，提供稳定的直流电压。
二、正激式变换器的工作原理正激式变换器是一种将输入电压转换为输出电压的变换器，它通过不断开关的方式来实现电压的变换。
正激式变换器一般由一个开关管、一个变压器、一个整流电路和一个滤波电容组成。
1. 工作原理正激式变换器的工作原理主要分为两个阶段：导通阶段和关断阶段。
导通阶段：当开关管导通时，输入电流通过变压器的一侧流入，变压器的另一侧产生电磁感应，使得负载得到相应的电压。
关断阶段：当开关管关断时，变压器的一侧与整流电路相连，另一侧与滤波电容相连。
此时，由于变压器一侧的电流无法立即变为零，电流会通过整流电路继续流向负载，从而使得负载得到稳定的电压。
2. 特点与应用正激式变换器具有输出电压稳定、抗干扰能力强等优点，广泛应用于电力电子领域中。
例如，直流电源、变频器等都采用了正激式变换器作为其电源模块，提供稳定的输出电压。
正激式变换器工作原理
正激式变换器工作原理
正激式变换器的典型电路如下图所示。
当开关K闭合时，变压器的初级线圈N1被直流电压激励，线圈N1电压为上正下负；次级线圈N2感应的电压也为上正下负，二极管D1导通，通过电感L给负载R供电和给电容C充电。
当开关K断开时，变压器的初级线圈N1产生很大的反电动势电压，为了防止变压器初级线圈产生的反电动势把开关管击穿，正激式变压器开关电源的变压器增加一个反电动势吸收绕组；同时，次级二极管也截止，由于次级电感L电流不能突变，通过二极管D2继续给负载供电；同时电容C也为负载供电。
正激式变换器只有传输能量的功能，储存能量是通过次级的电感L 和电容C来完成的。
正激式开关电源详解
完全相同，这里不再赘述。关于电压平均值输出滤波电路的详细工作原理，请参 看“1-2.串联式开关电源”部分中的“串联式开关电源电压滤波输出电路”内容。 正激式变压器开关电源有一个最大的缺点，就是在控制开关 K 关断的瞬间开关 电源变压器的初、次线圈绕组都会产生很高的反电动势，这个反电动势是由流过 变压器初线圈绕组的励磁电流存储的磁能量产生的。因此，在图 1-17 中，为了 防止在控制开关 K 关断瞬间产生反电动势击穿开关器件，在开关电源变压器中 增加一个反电动势能量吸收反馈线圈 N3 绕组，以及增加了一个削反峰二极管 D3。 反馈线圈 N3 绕组和削反峰二极管 D3 对于正激式变压器开关电源是十分必要的， 一方面，反馈线圈 N3 绕组产生的感应电动势通过二极管 D3 可以对反电动势进 行限幅，并把限幅能量返回给电源，对电源进行充电;另一方面，流过反馈线圈 N3 绕组中的电流产生的磁场可以使变压器的铁心退磁，使变压器铁心中的磁场 强度恢复到初始状态。 由于控制开关突然关断，流过变压器初级线圈的励磁电流突然为 0，此时，流过 反馈线圈 N3 绕组中的电流正好接替原来励磁电流的作用，使变压器铁心中的磁 感应强度由最大值 Bm 返回到剩磁所对应的磁感应强度 Br 位置，即：流过反馈 线圈 N3 绕组中电流是由最大值逐步变化到 0 的。由此可知，反馈线圈 N3 绕组 产生的感应电动势在对电源进行充电的同时，流过反馈线圈 N3 绕组中的电流也 在对变压器铁心进行退磁。
另外，流过正激式开关电源变压器的电流 i1 除了 i10 之外还有一个励磁电流，我 们把励磁电流记为∆i1。从图 1-18-c)中可以看出，∆i1 就是 i1 中随着时间线性增 长的部份，励磁电流∆i1 由下式给出：
∆i1 = Ui*t/L1 —— K 接通期间 (1-80)
正激式变压器开关电源工作原理
正激式变压器开关电源工作原理
在磁储能阶段，输入电压先经过整流滤波电路得到DC电压，然后进入开关管的控制电路。
通过开关管的控制，使得开关管在合适的时机打开和关闭。
当开关管闭合时，输入电源的电流通过原边绕组，产生一定的能量储存在磁场中。
同时，在开关管打开时，能量从磁场中释放出来，通过反向变压器作用在辅助绕组上。
在变压器关闭阶段，当开关管断开时，输入电源的电流停止流动，辅助绕组上的能量通过变压器作用，在次级绕组上形成输出电压。
此时，输出端的整流滤波电路将输出的交流电转换为直流电并进行滤波，在电容的作用下将波纹电流平滑。
在反馈调整阶段，输出电压经过反馈控制电路进行采样，与设定的参考电压进行比较。
如果输出电压高于参考电压，反馈控制电路将信号发送给开关管的控制电路，降低开关管的导通时间，降低输入电流，减小输出电压。
相反，如果输出电压低于参考电压，反馈控制电路会提高开关管的导通时间，增加输入电流，提高输出电压。
通过这种反馈调整机制，输出电压可以稳定在设定值附近。
正激式变压器开关电源的工作原理要点在于磁能的存储和释放。
通过合适的控制开关管的导通时间和阻断时间，可以实现能量的储存和释放，从而实现输出电压的控制和稳定。
此外，正激式变压器开关电源还具有一些特点，如输出电压隔离性好，适用于大范围的输入电压，具有过流、过载保护等功能。
总之，正激式变压器开关电源是一种常见的电源设计，其工作原理基于磁能的存储和释放，通过合适的控制和反馈机制实现输出电压的稳定和调整。
开关电源驱动变压器工作原理
开关电源驱动变压器的工作原理是通过高频开关管的开关控制，将输入电压转换为高频交流电，再通过变压器变换为所需的输出电压。
具体来说，开关电源的工作流程是：电源→输入滤波器→全桥整流→直流滤波→开关管（振荡逆变）→开关变压器→输出整流与滤波。
其中，交流电源输入经整流滤波成直流，通过高频PWM（脉冲宽度调制）信号控制开关管，将那个直流加到开关变压器初级上；开关变压器次级感应出高频电压，经整流滤波供给负载；输出部分通过一定的电路反馈给控制电路，控制PWM占空比，以达到稳定输出的目的。
在这个过程中，开关电源变压器起到能量传递和转换作用。
在反激式电路中，当开关管导通时，变压器把电能转换成磁场能储存起来；当开关管截止时则释放出来。
在正激式电路中，当开关管导通时，输入电压直接向负载供给并把能量储存在储能电感中；当开关管截止时，再由储能电感进行续流向负载传递。
此外，变压器的结构一般由铁芯和线圈组成。
铁芯是由硅钢片叠压而成，可以有效地减小铁芯的磁滞损耗和涡流损耗。
线圈是由绕在铁芯上的导线组成，通过变换线圈的匝数比，可以实现输入电压和输出电压的变换。
变压器的输出电压是由输入电压和变压器的匝数比来决定的，匝数比越大，输出电压越低。
开关变压器工作原理
开关变压器工作原理
开关变压器是一种用于变换交流电压的电气设备。
它由一个电源、一个开关器件（通常是晶体管或开关管）和一个变压器组成。
工作原理如下：当电源接通时，电流通过开关器件，使其处于导通状态。
此时，电流会流经变压器的一侧，导致磁场产生。
然后，开关器件被切断，使其处于关闭状态。
在此状态下，磁场崩溃并向变压器的另一侧释放能量。
这个过程是通过电感产生的自感电动势实现的。
当开关器件关闭时，产生的磁场将导致电流逆向流动，并将能量传输到变压器的另一侧。
这个过程中，也会有一个自感电动势产生。
通过多周期的开关和关闭操作，可以使交流电经过变压器进行降压或升压操作，从而将电压转换到所需的电平。
需要注意的是，开关变压器的效率通常会受到开关器件的损耗、磁芯的损耗以及电流流经导线产生的损耗等因素的影响。
因此，在设计和使用开关变压器时，需要考虑这些因素，并选择合适的材料和参数，以提高效率和减少能量损耗。
正激式开关电源变压器磁饱和机理分析与实验
236电力电子Power Electronic电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering1 概述变压器是开关电源的关键元器件之一，其作用是电压变化、电流变化、功率传递、初次级隔离。
变压器参数设计不合理，可能产生磁通饱和，导致开关电源工作异常。
在环境温度较高的场合，变压器磁饱和更易产生。
本文对开关电源变压器磁饱和特性进行分析，探究变压器参数设计与验证方法，以避免发生磁饱和。
开关电源变压器磁芯材料常使用软磁材料。
软磁材料既易磁化，又易退磁。
在较弱外磁场作用下，励磁时产生较高磁感应强度，退磁时产生较低的矫顽磁力。
常用的软磁材料有电工纯铁、电工硅钢、铁镍软磁合金、铁钴钒软磁合金、软磁铁氧体等。
开关电源中主要应用的软磁材料为铁氧体。
本文主要研究以铁氧体材料为磁芯的变压器在开关电源应用中的磁饱和问题。
2 磁性材料饱和判断方法磁性材料实际应用时，通过在磁芯上施加励磁电流，观测磁芯的磁化特性曲线来判断是否磁饱和。
磁材生产厂商有专用测试仪器，测试不同使用工况下磁材的磁化特性。
但测试工况与磁材实际使用情况存在差异，对于应用于开关电源的变压器，通常基于以下三种方法来判断变压器磁芯是否饱和。
2.1 理论计算法根据厂家提供的磁材的特性参数，将变压器的实际工作状况进行理想化近似，根据设计的电感量和磁化电流的大小来确定其最大磁通量，判断其值是否超过磁材的饱和磁通量。
由于开关电源用的变压器实际工作状况是复杂的，磁通计算公式进行工程化近似，磁材手册推荐的饱和磁通量是在特定的测试条件下得到，因此基于理论计算法得到的结果只能作为初步设计阶段参考。
2.2 软件仿真法目前主流的磁性材料特性仿真分析是基于FLUENT 和ANSYS 软件进行三维电磁场有限元分析。
精确的仿真既需要对实际工况下的磁性元件进行准确建模，又需要合理地设置相应集总参数，同时要模拟励磁电路的实际输入条件。
开关电源工作原理开关电源的工作模式
开关电源工作原理开关电源的工作模式开关电源是利用现代电力，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。
下面，就为大家讲讲开关电源的工作原以及工作模式，希望对大家有所帮助!开关电源的工作过程相当容易理解，在线性电源中，让功率晶体管工作在线性模式，与线性电源不同的是，PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态。
在这两种状态中，加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的(在导通时，电压低，电流大;关断时，电压高，电流小)/功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。
与线性电源相比，PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。
脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。
一旦输入电压被斩成交流方波，其幅值就可以通过变压器来升高或降低。
通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压值。
最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。
控制器的主要目的是保持输出电压稳定，其工作过程与线性形式的控制器很类似。
也就是说控制器的功能块、电压参考和误差放大器，可以设计成与线性调节器相同。
他们的不同之处在于，误差放大器的输出(误差电压)在驱动功率管之前要经过一个电压/脉冲宽度转换单元。
开关电源有两种主要的工作方式：正激式变换和升压式变换。
尽管它们各部分的布置差异很小，但是工作过程相差很大，在特定的应用场合下各有优点。
顾名思义，开关电源就是利用电子开关器件(如晶体管、场效应管、可控硅闸流管等)，通过控制电路，使电子开关器件不停地“接通”和“关断”，让电子开关器件对输入电压进展脉冲调制，从而实现DC/AC、DC/DC电压变换，以及输出电压可调和自动稳压。
开关电源一般有三种工作模式：频率、脉冲宽度固定模式，频率固定、脉冲宽度可变模式，频率、脉冲宽度可变模式。
前一种工作模式多用于DC/AC逆变电源，或DC/DC电压变换;后两种工作模式多用于开关稳压电源。
开关电源变压器工作原理
开关电源变压器工作原理
开关电源变压器工作原理是基于电磁感应原理和功率电子器件的工作特性。
在开关电源变压器中，主要包含一个输入电源、功率开关器件、磁性材料、控制电路和输出负载等部分。
首先，输入的交流电源经过整流和滤波得到直流电压，然后经过控制电路控制功率开关器件的开关状态，将高频脉冲信号输入到变压器的初级绕组。
功率开关器件主要有晶体管（MOSFET）、双向可控硅（TRIAC）或其他开关器件，通过不断地开关和关断，使得输入电压在变压器的初级绕组上形成一系列的矩形脉冲信号。
当功率开关器件导通时，脉冲信号作用于变压器的初级绕组，产生磁通。
磁通通过磁性材料（如铁芯）传导到变压器的次级绕组，从而在次级绕组上感应出相应的电压。
这个电压可以根据变压器的绕组比例进行升压或降压。
控制电路通过不断调节功率开关器件的开关频率和占空比，来控制输出电压的大小和稳定性。
同时，变压器的磁性材料起到了增强磁感应强度、提高能量转换效率以及隔离输入与输出电路的作用。
最后，经过变压器的次级绕组的电压经过滤波电路去除脉动，最终供给输出负载。
通过不断地控制开关器件的开关状态，可以实现对输出电压的精确控制和调节。
总之，开关电源变压器通过控制功率开关器件的开关状态和变
压器的电磁感应作用，将输入电压转换为所需的输出电压。
具有体积小、效率高、稳定性好等特点，广泛应用于电子设备中。
开关电源工作原理解析及正反激电路图解
开关电源工作原理解析及正反激电路图解
本文将介绍开关电源的工作流程，开关电源正激电路、反激电路原理图及工作过程分析，希望能对您有所帮助。
开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的导通与截止，将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压。
转为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比
50HZ高很多．所以开关变压器可以做的很小，而且工作时不是很热，成本很低。
如果不将50HZ变为高频，那幺开关电源就没有意义。
开关电源的工作流程是：
电源→输入滤波器→全桥整流→直流滤波→开关管（振荡逆变）→开关变压器→输出整流与滤波。
交流电源输入经整流滤波成直流
通过高频PWM（脉冲宽度调制）信号控制开关管，将那个直流加到开关变压器初级上
开关变压器次级感应出高频电压，经整流滤波供给负载
输出部分通过一定的电路反馈给控制电路，控制PWM占空比，以达到稳定输出的目的
交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西，过滤掉电网上的干扰，同时也过滤掉电源对电网的干扰；
在功率相同时，开关频率越高，开关变压器的体积就越小，但对开关管的要求就越高；
开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头，以得到需要的输出；。
深度解析开关电源“正激”与“反激”的工作原理与区别
深度解析开关电源“正激”与“反激”的工作原理与区别
反激式：反激式开关电源是指使用反激高频变压器隔离输入输出回路的开关电源。
“反激”指的是在开关管接通的情况下，当输入为高电平时输出线路中串联的电感为放电状态；相反，在开关管断开的情况下，当输入为高电平时输出线路中的串联的电感为充电状态。
工作原理：变压器的一次和二次绕组的极性相反，这大概也是Flyback名字的由来： a.当开关管导通时，变压器原边电感电流开始上升，此时由于次级同名端的关系，输出二极管截止，变压器储存能量，负载由输出电容提供能量。
b.当开关管截止时，变压器原边电感感应电压反向，此时输出二极管导通，变压器中的能量经由输出二极管向负载供电，同时对电容充电，补充刚刚损失的能量。
反激电路的演变：可以看作是隔离的Buck/Boost 电路:
在反激电路中，输出变压器T除了实现电隔离和电压匹配之外，还有储存能量的作用，前者是变压器的属性，后者是电感的属性，因此有人称其为电感变压器，有时我也叫他异步电感。
正激电源
正激式变压器开关电源输出电压的瞬态控制特性和输出电压负载特性，相对来说比较好，因此，工作比较稳定，输出电压不容易产生抖动，在一些对输出电压参数要求比较高的场合，经常使用。
所谓正激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正在被直流电压激励时，变压器的次级线圈正好有功率输出。
单端正激式：。
正激准谐振开关电源工作原理
正激准谐振开关电源工作原理
嘿，朋友们！今天咱要来聊聊正激准谐振开关电源工作原理，这可真是个超级有趣的东西啊！
你看啊，就好比我们的生活中，电就像我们的血液一样重要，而开关电源呢，就是保证电能够顺畅流动的关键。
正激准谐振开关电源啊，它就像是一个聪明的指挥官。
想象一下，电源的输入就像是一群不守规矩的小家伙，横冲直撞的。
这时候正激准谐振开关电源就出马了！它通过一系列神奇的操作，把这些小家伙们都梳理得服服帖帖，变成我们需要的稳定电能。
正激准谐振开关电源里面有好多关键的部分呢！比如说那个变压器，就像是一个魔法盒子，把电的能量进行转换和传递。
还有那些电子元件，它们齐心协力地工作着，确保一切都有条不紊。
“哎呀，那它到底是怎么做到的呀？”你可能会这么问。
嘿嘿，它就像是一个节奏感超强的音乐家，能够精准地把握节奏，让电流和电压在合适的时候达到和谐共鸣！这可不是一般的厉害啊！
咱再举个例子，如果你家里的电器没有一个好的开关电源，那可能一会儿灯忽明忽暗，一会儿电视又出问题，多烦人呐！但有了正激准谐振开关电源，这些问题统统都不见啦！
在各种电子设备中，正激准谐振开关电源都发挥着至关重要的作用，没有它，我们的生活可就要乱套啦！它就像一个默默守护我们的小英雄，虽然我们可能平时不太会注意到它，但它一直在那里，兢兢业业地工作着。
所以说啊，正激准谐振开关电源的工作原理真的超级重要，我们真应该好好了解它，感谢它为我们的生活带来的便利呀！。
正激式变换器工作原理
正激式变换器工作原理正激式变换器（Forward Converter）是一种常见的开关电源拓扑结构，被广泛应用于各种电子设备中。
它采用了正激式变换方式，可以实现高效率的电能转换和稳定的输出电压。
本文将从工作原理的角度详细介绍正激式变换器的运行机制。
正激式变换器主要由输入电源、开关管、变压器、输出电路和反馈控制电路等组成。
其工作原理可以分为四个阶段：励磁阶段、导通阶段、关断阶段和搬运阶段。
下面将逐步介绍这四个阶段的具体过程。
首先是励磁阶段。
当输入电压施加到变压器的一侧时，由于变压器的自感作用，电流开始急剧增加。
同时，反馈控制电路会控制开关管的导通时间，使其在合适的时间点导通。
导通后，电流通过变压器的主绕组，储能于变压器的磁场中。
接下来是导通阶段。
在导通状态下，电流继续通过开关管和主绕组，同时变压器的磁场也在不断积累能量。
此时，输出电路中的电感和电容开始储存能量，为后续的电能转换提供支持。
然后是关断阶段。
当开关管关闭时，变压器的磁场能量无法继续增加，开始释放储存的能量。
此时，反馈控制电路会探测输出电压，并根据需要调整开关管的导通时间。
在关断状态下，变压器的磁场能量通过副绕组传递给输出电路。
最后是搬运阶段。
在搬运阶段，输出电路中的电感和电容会逐渐释放储存的能量，以供给负载使用。
同时，反馈控制电路会根据输出电压的变化情况，调整开关管的导通时间，以维持输出电压的稳定。
通过这样不断重复的四个阶段，正激式变换器可以实现输入电能到输出电能的高效率转换。
其中，反馈控制电路起到关键作用，可以根据负载需求调整开关管的导通时间，以达到输出电压的精确控制。
需要注意的是，正激式变换器在实际应用中需要充分考虑电路的参数匹配和保护措施，以确保电路的安全可靠运行。
此外，还需要合理设计变压器的绕组结构和选用合适的材料，以提高变压器的效率和可靠性。
总结起来，正激式变换器是一种高效率的开关电源拓扑结构，通过合理的电能转换和稳定的反馈控制，实现了输入电能到输出电能的转换。
正激式变换器工作原理
正激式变换器工作原理正激式变换器（Forward Converter）是一种常见的开关电源拓扑结构，广泛应用于电力电子领域。
它具有高效率、高稳定性以及较小的尺寸和重量等优点，在各种应用场合中都有着重要的地位。
本文将从工作原理的角度对正激式变换器进行详细介绍。
正激式变换器的工作原理如下：首先，输入电源将直流电压转换为交流电压，并通过变压器的绕组输入到开关管的驱动电路中。
开关管会根据控制信号的输入情况，周期性地打开和关闭，从而控制输入电源的输出。
当开关管打开时，输入电压通过变压器的绕组传递到输出负载上；当开关管关闭时，输出负载上的电流会通过变压器的绕组产生电磁感应，形成反馈信号，再经过滤波电路输出到控制电路，控制电路根据反馈信号调整开关管的状态。
正激式变换器的主要特点是能够实现电源的隔离，通过变压器的绕组可以实现输入电压和输出电压的转换。
具体来说，当开关管打开时，输入电压经过变压器的绕组传递到输出负载上，此时变压器的绕组处于磁场储能阶段；当开关管关闭时，输出负载上的电流会通过变压器的绕组产生电磁感应，形成反馈信号，再经过滤波电路输出到控制电路，控制电路根据反馈信号调整开关管的状态。
通过这种方式，正激式变换器能够实现输入电压和输出电压的隔离，并且能够提供稳定的输出电压。
在正激式变换器的工作过程中，控制电路起着重要的作用。
控制电路可以根据输出电压的变化情况来调整开关管的状态，以保持输出电压的稳定性。
常见的控制方法有脉宽调制（PWM）和脉冲频率调制（PFM）等。
在脉宽调制中，控制电路会根据输出电压的大小来调整开关管的通断时间，以保持输出电压在一定范围内的稳定。
在脉冲频率调制中，控制电路会根据输出电压的变化速率来调整开关管的开关频率，以保持输出电压的稳定。
除了控制电路，正激式变换器还包括驱动电路和保护电路等。
驱动电路用于控制开关管的通断，保证开关管能够按照预定的频率和占空比进行工作。
保护电路用于监测和保护系统的安全性，例如过流保护、过压保护和短路保护等。
正激式变压器开关电源电路参数的计算
正激式变压器开关电源电路参数的计算正激式变压器开关电源电路是一种常见的开关电源拓扑结构，其工作原理是通过对输入电压进行开关变换来实现输出电压的调整。
在计算该电路的参数时，需要考虑输入电压、输出电压、工作频率、变压器参数以及开关管参数等因素。
1. 输入电压（Vin）：输入电压是指电路供电的直流电压，一般由输入端的整流电路提供。
在计算参数之前，需要先确定合适的输入电压范围。
2. 输出电压（Vout）：输出电压是经过变压器变换后的直流电压，一般由输出端的滤波电路提供。
根据设计需求确定合适的输出电压。
3.工作频率（f）：工作频率是指开关电源电路每秒钟切换的次数，一般在几十kHz至几MHz范围内。
根据设计需求和开关管的特性选择合适的工作频率。
4.变压器参数：变压器是正激式变压器开关电源电路的核心元件，其参数包括输入端绕组的匝数Np、输出端绕组的匝数Ns、铁芯面积A、磁通密度B等。
在计算变压器的参数之前，需要先确定变压器的输入输出电压比。
5. 开关管参数：开关管是正激式变压器开关电源电路的开关元件，其参数包括导通电阻Ron、关断电阻Roff、最大导通电流Imax等。
根据变压器参数和设计需求选择合适的开关管。
计算正激式变压器开关电源电路的参数一般分为两步：第一步是变压器的参数计算。
根据输入输出电压比和变压器的匝数关系，计算变压器的匝数比Np/Ns。
然后根据变压器的输入端电压和输出端电压，计算变压器的变比。
根据变压器的变比和输入电压，计算变压器的输入电流。
根据变压器的输入电流和输入电压，计算变压器的功率。
根据变压器的功率和铁芯面积，计算变压器的磁通密度。
第二步是开关管的参数计算。
根据变压器的输入电流、开关管的导通电阻和输出电压，计算开关管导通时的功耗。
根据开关管的导通电阻和工作频率，计算开关管导通时的热损耗。
根据变压器的输出电流、开关管的关断电阻和输入电压，计算开关管关断时的功耗。
根据开关管的关断电阻和工作频率，计算开关管关断时的热损耗。
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正激式变压器开关电源输出电压的瞬态控制特性和输出电压负载特性，相对来说比较好，因此，工作比较稳定，输出电压不容易产生抖动，在一些对输出电压参数要求比较高的场合，经常使用。
1-6-1．正激式变压器开关电源工作原理
所谓正激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正在被直流电压激励时，变压器的次级线圈正好有功率输出。
图1-17是正激式变压器开关电源的简单工作原理图，图1-17中Ui是开关电源的输入电压，T是开关变压器，K是控制开关，L是储能滤波电感，C是储能滤波电容，D2是续流二极管，D3是削反峰二极管，R是负载电阻。
在图1-17中，需要特别注意的是开关变压器初、次级线圈的同名端。
如果把开关变压器初线圈或次级线圈的同名端弄反，图1-17就不再是正激式变压器开关电源了。
我们从（1-76）和（1-77）两式可知，改变控制开关K的占空比D，只能改变输出电压（图1-16-b中正半周）的平均值Ua ，而输出电压的幅值Up不变。
因此，正激式变压器开关电源用于稳压电源，只能采用电压平均值输出方式。
图1-17中，储能滤波电感L和储能滤波电容C，还有续流二极管D2，就是电压平均值输出滤波电路。
其工作原理与图1-2的串联式开关电源电压滤波输出电路完全相同，这里不再赘述。
关于电压平均值输出滤波电路的详细工作原理，请参看“1-2．串联式开关电源”部分中的“串联式开关电源电压滤波输出电路”内容。
正激式变压器开关电源有一个最大的缺点，就是在控制开关K关断的瞬间开关电源变压器的初、次线圈绕组都会产生很高的反电动势，这个反电动势是由流过变压器初线圈绕组的励磁电流存储的磁能量产生的。
因此，在图1-17中，为了防止在控制开关K关断瞬间产生反电动势击穿开关器件，在开关电源变压器中增加一个反电动势能量吸收反馈线圈N3绕组，以及增加了一个削反峰二极管D3。
反馈线圈N3绕组和削反峰二极管D3对于正激式变压器开关电源是十分必要的，一方面，反馈线圈N3绕组产生的感应电动势通过二极管D3可以对反电动势进行限幅，并把限幅能量返回给电源，对电源进行充电；另一方面，流过反馈线圈
N3绕组中的电流产生的磁场可以使变压器的铁心退磁，使变压器铁心中的磁场强度恢复到初始状态。
由于控制开关突然关断，流过变压器初级线圈的励磁电流突然为0，此时，流过反馈线圈N3绕组中的电流正好接替原来励磁电流的作用，使变压器铁心中的磁感应强度由最大值Bm返回到剩磁所对应的磁感应强度Br位置，即：流过反馈线圈N3绕组中电流是由
最大值逐步变化到0的。
由此可知，反馈线圈N3绕组产生的感应电动势在对电源进行充电的同时，流过反馈线圈N3绕组中的电流也在对变压器铁心进行退磁。
图1-18是图1-17中正激式变压器开关电源中几个关键点的电压、电流波形图。
图1-18-a）是变压器次级线圈N2绕组整流输出电压波形，图1-18-b）是变压器次级线圈N3绕组整流输出电压波形，图1-18-c）是流过变压器初级线圈N1绕组和次级线圈N3绕组的电流波形。
图1-17中，在Ton期间，控制开关K接通，输入电源Ui对变压器初级线圈N1绕组加电，初级线圈N1绕组有电流i1流过，在N1两端产生自感电动势的同时，在变压器次级线圈N2绕组的两端也同时产生感应电动势，并向负载提供输出电压。
开关变压器次级线圈输出电压大小由（1-63）、（1-69）、（1-76）、（1-77）等式给出，电压输出波形如图1-18-a）。
图1-18-c）是流过变压器初级线圈电流i1的波形。
流过正激式开关电源变压器的电流与流过电感线圈的电流不同，流过正激式开关电源变压器中的电流有突变，而流过电感线圈的电流不能突变。
因此，在控制开关K接通瞬间流过正激式开关电源变压器的电流立刻就可以达到某个稳定值，这个稳定电流值是与变压器次级线圈电流大小相关的。
如果我们把这个电流记为i10，变压器次级线圈电流为i2，那么就是：i10 = n i2 ，其中n为变压器次级电压
与初级电压比。
另外，流过正激式开关电源变压器的电流i1除了i10之外还有一个励磁电流，我们把励磁电流记为∆i1。
从图1-18-c）中可以看出，∆i1就是i1中随着时间线性增长的部份，励磁电流∆i1由下式给出：
∆i1 = Ui*t/L1 —— K接通期间（1-80）
当控制开关K由接通突然转为关断瞬间，流过变压器初级线圈的电流i1突然为0，由于变压器铁心中的磁通量ф不能突变，必须要求流过变压器次级线圈回路的电流也跟着突变，以抵消变压器初级线圈电流突变的影响，要么，在变压器初级线圈回路中将出现非常高的反电动势电压，把控制开关或变压器击穿。
如果变压器铁心中的磁通产生突变，变压器的初、次级线圈就会产生无限高的反电动势，反电动势又会产生无限大的电流，而电流又会抵制磁通的变化，因此，变压器铁心中的磁通变化，最终还是要受到变压器初、次级线圈中的电流来约束的。
因此，控制开关K由接通状态突然转为关断，变压器初级线圈回路中的电流突然为0时，变压器次级线圈回路中的电流i2一定正好等于控制开关K接通期间的电流i2(Ton+)，与变压器初级线圈励磁电流∆i1被折算到变压器次级线圈的电流之和。
但由于变压器初级线圈中励磁电流∆i1被折算到变压器次级线圈的电流∆i1/n的方向与原来变压器次级线圈的电流i2(Ton+)的方向是相反的，整流二极管D1对电流∆i1/n并不导通，因此，电流∆i1/n只能通过变压器次级线圈N3绕组产生的反电动势，经整流二极管D3向输入电压Ui进行反充电。
在Ton期间，由于开关电源变压器的电流的i10等于0，变压器次级线圈N2绕组回路中的电流i2自然也等于0，所以，流过变压器次级线圈N3绕组中的电流，只有变压器初级线圈中励磁电流∆i1被折算到变压器次级线圈N3绕组回路中的电流i3 (等于∆i1/n)，这个电流的大小是随着时间下降的。
一般正激式开关电源变压器的初级线圈匝数与次级反电动势能量吸收反馈线圈N3绕组的匝数是相等的，即：初、次级线圈匝数比为：1 ：1 ，因此，∆i1 = i3 。
图1-18-c）中，i3用虚线表示。
图1-18-b）正激式开关电源变压器次级反电动势能量吸收反馈线圈N3绕组的电压波形。
这里取变压器初、次级线圈匝数比为：1 ：1，因此，当次级线圈N3绕组产生的反电动势电压超过输入电压Ui时，整流二极管D3就导通，反电动势电压就被输入电压Ui和整流二极管D3进行限幅，并把限幅时流过整流二极管的电流送回供电回路对电源或储能滤波电容进行充电。
精确计算电流i3的大小，可以根据（1-80）式以及下面方程式求得，当控制开关K关闭时：
e3 = －L3*di/dt = －Ui —— K接通期间（1-81）
i3 = －(Ui*Ton/nL1)- Ui*t/L3 —— K关断期间（1-82）
上式中右边的第一项就是流过变压器初级线圈N1绕组中的最大励磁电流被折算到次级线圈N3绕组中的电流，第二项是i3中随着时间变化的分量。
其中n为变压器次级线圈与初级线圈的变压比。
值得注意的是，变压器初、次级线圈的电感量不是与线圈匝数N成正比，而是与线圈匝数N2成正比。
由（1-82）式可以看出，变压器次级线圈N3绕组的匝数增多，即：L3电感量增大，变压器次级线圈N3绕组的电流i3就变小，并且容易出现断流，说明反电动势的能量容易释放完。
因此，变压器次级线圈N3绕组匝数与变压器初级线圈N1绕组匝数之比n最好大于一或等于一。
当N1等于N3时，即：L1等于L3时，上式可以变为：
i3 =Ui(Ton-t)/L3 —— K接通期间（1-83）
（1-83）式表明，当变压器初级线圈N1绕组的匝数与次级线圈N3绕组的匝数相等时，如果控制开关的占空比D小于0.5，电流i3是不连续的；如果占空比D等于0.5，电流i3为临界连续；如果占空比D大于0.5，电流i3为连续电流。
这里顺便说明，在图1-17中，最好在整流二极管D1的两端并联一个高频电容（图中未画出）。
其好处一方面可以吸收当控制开关K关断瞬间变压器次级线圈产生的高压反电动势能量，防止整流二极管D1击穿；另一方面，电容吸收的能量在下半周整流二极管D1还没导通前，它会通过放电（与输出电压串联）的形式向负载提供能量。
这个并联电容不但可以提高电源的输出电压（相当于倍压整流的作用），还可以大大地减小整流二极管D1的损耗，提高工作效率。
同时，它还会降低反电动势的电压上升率，对降低电磁辐射有好处。