正激式变压器开关电源工作原理
开关电源拓扑结构概述(降压,升压,反激、正激)
开关电源拓扑结构概述(降压,升压,反激、正激)主回路—开关电源中，功率电流流经的通路。
主回路一般包含了开关电源中的开关器件、储能器件、脉冲变压器、滤波器、输出整流器、等所有功率器件，以及供电输入端和负载端。
开关电源（直流变换器）的类型很多，在研究开发或者维修电源系统时，全面了解开关电源主回路的各种基本类型，以及工作原理，具有极其重要的意义。
开关电源主回路可以分为隔离式与非隔离式两大类型。
1. 非隔离式电路的类型：非隔离——输入端与输出端电气相通，没有隔离。
1.1. 串联式结构串联——在主回路中开关器件（下图中所示的开关三极管T）与输入端、输出端、电感器L、负载RL四者成串联连接的关系。
开关管T交替工作于通/断两种状态，当开关管T导通时，输入端电源通过开关管T及电感器L对负载供电，并同时对电感器L充电，当开关管T关断时，电感器L中的反向电动势使续流二极管D自动导通，电感器L中储存的能量通过续流二极管D形成的回路，对负载R继续供电，从而保证了负载端获得连续的电流。
串联式结构，只能获得低于输入电压的输出电压，因此为降压式变换。
例如buck拓扑型开关电源就是属于串联式的开关电源上图是在图1-1-a电路的基础上，增加了一个整流二极管和一个LC滤波电路。
其中L 是储能滤波电感，它的作用是在控制开关K接通期间Ton限制大电流通过，防止输入电压Ui直接加到负载R上，对负载R进行电压冲击，同时对流过电感的电流iL转化成磁能进行能量存储，然后在控制开关T关断期间Toff把磁能转化成电流iL继续向负载R提供能量输出；C是储能滤波电容，它的作用是在控制开关K接通期间Ton把流过储能电感L的部分电流转化成电荷进行存储，然后在控制开关K关断期间Toff把电荷转化成电流继续向负载R提供能量输出；D是整流二极管，主要功能是续流作用，故称它为续流二极管，其作用是在控制开关关断期间Toff，给储能滤波电感L释放能量提供电流通路。
在控制开关关断期间Toff，储能电感L将产生反电动势，流过储能电感L的电流iL由反电动势eL的正极流出，通过负载R，再经过续流二极管D的正极，然后从续流二极管D的负极流出，最后回到反电动势eL的负极。
开关变压器基本工作原理
“”单位制中真空导磁率，在空导磁率。
因此，只需要在一般可写成或但这里的或般称为相对导磁率，是一个不带单位的系数，而则要带单位。
出线圈匝数的计算通式。
过，励磁电流会在变压器铁芯中产生磁通因此，根据电磁感应定律，变压器铁芯中磁通ΔΔ = S×ΔB器初级线圈匝数的计算方法，即：两种方法同时考虑，根据偏重取折中。
是一个没有单位的系数，真空导磁率、圆截面直导线的电感倍，是磁比即可求出相对导磁率的大小。
时，“ ”受磁场强度为流过变压器初级线圈的励磁电流，（磁场强度增量∆H和磁通密度增量∆B的对应关系还可以用下式表示：本上都是固定的，并且是单极性脉冲，其磁滞回线的面积相对来说很小，因此，铁芯的脉冲导磁率几的概念来描述。
或磁通增长的幅度与下降的幅度就基本一样大。
或磁通下面我们继续对变压器铁芯的初始磁化曲线过程进行详细分析。
或磁通对应变化的曲线图。
图或磁通和各个直流脉冲电压之间变化的曲线图。
或磁通就或磁通增长的幅度大于下降的幅度。
或磁通增长的幅度与下降的幅度才会一样大，这说概念。
脉冲变压器的脉冲导磁率由下式表示：）式中，称为脉冲静态磁化系数，或脉冲变压器的脉冲导磁率；为脉冲变压器铁芯中的磁通密度增量；为开关变压器的平均导磁率；为开关变压器铁芯中的平均磁场强度增量。
因此，变压器的脉冲导磁率几乎可以看成是一个常数。
的概念来描述。
平均导磁率的线积分，等于穿过该环路所有电流强度代度）的代数和恒等于磁压降（为磁场强度，为磁路中磁场强度为的平均长度）的代数和。
亦可解释为：磁场强度的平均值与任何闭合回路平均长度的乘积，等于穿过该环路所有电流强度的代数）式中，为变压器铁芯中的磁场强度增量，为变压器初级线圈的匝数，）式中的就是励磁电流的最大值定理中输入电压与磁通和磁通变化率，以及磁通与磁通密度等关系，即可求得：式中，为开关变压器的平均导磁率；为脉冲变压器的脉冲导磁率，或脉冲静态磁化系数；为在某测试脉冲电压幅度和宽度的条件下，开关变压器铁芯中的磁通密度增量；为在某测试脉冲电压为开关变压器初级线圈的匝数；为开关变压器为流过开关变压器初级线圈励磁电流的最大值；前面我们比较详细地介绍了平均导磁率和脉冲导磁率的概念，以后我们还会碰到初始导磁率、大导磁率、（铁磁材料导磁率与真空导磁率之比，和有效导磁率等概念，初始导磁率和最大导磁率以及相对导磁率一般比较容易理解，下面重点介绍一下有效导磁率的概念。
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。
开关电源：单管自激,反激,推挽,半桥,全桥
图 2.4 单端正激式开关电源
单端反激式开关电源 反激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正好被直流电压激励 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。反激式开关电源是在反极性（Buck—Boost）变换器的基础上演 变而来的，它具有以下优点： 比正激式开关电源少用一个大储能滤波电感及一个续流二极管，因此，体积 比正激式开关电源的要小，且成本也要低。
C18 Q5 C1815 22u50V
+
D17 R21 1N4148 12k
R27 1.5k
HW.79 94V-0
S-100N-R5
2000-11-21
+
C17 1u50V
MW
S-100-24 IN 110VAC 1.9A IN 220VAC 0.8A OUT 24VDC 4.5A
TL494 管脚功能及参数
+
R3 100R 2W 102 1kV FMX 1
C2
+V +V
1k 2W
C1 +
SCK054
TF-096
C3
D3S B-60 -0.5
N C10 4.7u50V T2 D7 R6 T028 15R
3A250V R13 580k 1/2W RT C6 220u 200V 470u 35V x5
开关电源：单管自激，反激，推挽，半桥，全桥
单端正激式开关电源 正激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正被直流电压激励 时，变压器的次级线圈正好有功率输出。它是在 BUCK 电路的开关管 Q 与续 流二极管 D 之间加入单端变压隔离器而得到的。它具有以下优点： 1) 正激变换器利用高频变压器的一次侧、二次侧绕组隔离的特点，可以方 便的实现交流电网和直流输出之间的隔离。 2) 正激变换器电路简单，成本很低，能方便的实现多路输出。 3) 正激变换器只有一个开关管，只需一组驱动脉冲；其对控制电路的要求 比双端变换器低。
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。
开关电源工作原理超详细解析
开关电源工作原理超详细解析开关电源是一种常见的电源供应器件，它通过将输入电源的直流电转换为高频脉冲电流，再经过整流、滤波和稳压等环节，输出稳定的直流电。
本文将详细解析开关电源的工作原理，包括开关电源的基本组成部分、工作原理的流程、常见的开关电源拓扑结构以及其优点和应用。
一、开关电源的基本组成部分开关电源通常由以下几个基本组成部分构成：1. 输入电路：用于接收外部交流电源，并将其转换为适合开关电源工作的直流电压。
2. 整流电路：将输入电压转换为脉冲电流，通常采用整流桥或者整流电路来实现。
3. 滤波电路：用于平滑整流后的脉冲电流，以减小输出电压的波动。
4. 开关器件：通常采用晶体管或者功率MOSFET等开关器件，用于控制电流的开关状态。
5. 控制电路：用于控制开关器件的开关频率和占空比，以控制输出电压的稳定性。
6. 输出电路：将经过整流、滤波和稳压处理后的直流电压输出给负载。
二、开关电源的工作原理流程开关电源的工作原理可以分为以下几个流程：1. 输入电路接收交流电源：开关电源的输入电路通常采用变压器来降低输入电压，然后通过整流电路将交流电转换为直流电。
2. 整流电路将交流电转换为脉冲电流：整流电路通常采用整流桥或者整流电路来将交流电转换为脉冲电流，这样可以减小能量损耗。
3. 滤波电路平滑脉冲电流：滤波电路通常采用电容器和电感器来平滑脉冲电流，以减小输出电压的波动。
4. 控制电路控制开关器件的开关频率和占空比：控制电路通过对开关器件的控制，可以控制开关频率和占空比，从而控制输出电压的稳定性。
5. 输出电路将处理后的直流电压输出给负载：经过整流、滤波和稳压处理后的直流电压将被输出给负载，供其正常工作。
三、常见的开关电源拓扑结构开关电源有多种拓扑结构，常见的有以下几种：1. 单端开关电源：输入电源和输出电源共用一个地线，适用于低功率应用。
2. 双端开关电源：输入电源和输出电源分别有独立的地线，适用于高功率应用。
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。
开关电源工作原理及电路图
本文以丰富的开关电源案例分析，介绍单端正激式开关电源，自激式开关电源，推挽式开关电源、降压式开关电源、升压式开关电源和反转式开关电源。
随着全球对能源问题的重视，电子产品的耗能问题将愈来愈突出，如何降低其待机功耗，提高供电效率成为一个急待解决的问题。
传统的线性稳压电源虽然电路结构简单、工作可靠，但它存在着效率低（只有40%－50%）、体积大、铜铁消耗量大，工作温度高及调整范围小等缺点。
为了提高效率，人们研制出了开关式稳压电源，它的效率可达85%以上，稳压范围宽，除此之外，还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较理想的稳压电源。
正因为如此，开关式稳压电源已广泛应用于各种电子设备中，本文对各类开关电源的工作原理作一阐述。
一、开关式稳压电源的基本工作原理开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。
因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。
调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。
对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。
直流平均电压Ｕ。
可由公式计算，即Uo=Um×T1/T式中Um为矩形脉冲最大电压值；T为矩形脉冲周期；T1为矩形脉冲宽度。
从上式可以看出，当Um与T不变时，直流平均电压Uo将与脉冲宽度T1成正比。
这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。
二、开关式稳压电源的原理电路1、基本电路图二开关电源基本电路框图开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。
交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。
控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。
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工作原理
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。