反激式開關電源電路詳解

反激式開關電源是一種廣泛應用于小功率電路的電源設計方案，其特點是通過反激高頻變壓器實現輸入與輸出回路的隔離。本文將詳細介紹反激式開關電源的工作原理、模式以及其在實際應用中的優勢。

什么是反激式開關電源？

反激式開關電源（Flyback Converter）是一種基于高頻變壓器的隔離型開關電源，其名稱來源于其獨特的能量傳遞方式。在這種電路中，能量通過變壓器的磁場存儲和釋放實現傳遞。

“反激”指的是，當開關管導通時，輸入電壓通過初級線圈將能量存儲在變壓器的磁場中；當開關管斷開時，磁場釋放能量，通過次級線圈向負載供電。

與之相對的是“正激”式開關電源，其工作方式為：開關管導通時，能量直接從輸入端傳遞到負載，而斷開時則停止傳遞。

反激式開關電源的工作模式

根據變壓器磁通量的變化情況，反激式開關電源可以分為以下三種工作模式：

• 連續模式（CCM）：在這種模式下，變壓器磁通量始終不為零，即在開關管導通和斷開之間，磁場能量沒有完全釋放。這種模式適用于較高功率的應用。
• 非連續模式（DCM）：變壓器磁通量在每個周期內完全釋放為零。這種模式的特點是功率管零電流開通，開通損耗較小，同時副邊二極管零電流關斷，減少了反向恢復問題，對電磁兼容性（EMC）有一定優勢。
• 臨界模式（CRM）：介于連續模式和非連續模式之間，磁通量在每個周期內剛好歸零。這種模式在效率和EMC性能之間取得了平衡。

反激式開關電源的實際應用

反激式開關電源因其結構簡單、成本低廉，在小功率電路中得到了廣泛應用。例如，在15kW光伏逆變器中，反激式開關電源被用于兩個關鍵電源模塊的設計。

此外，這種電源設計還廣泛應用于手機充電器、LED驅動電源、工業控制電源等場景。

反激式開關電源的優點

• 電路結構簡單，易于實現。
• 適合小功率應用，成本低。
• 具備良好的電磁兼容性（EMC）。
• 能夠實現輸入輸出的電氣隔離，提升安全性。

總結

反激式開關電源因其簡單高效的設計和廣泛的應用場景，成為現代電子設備中不可或缺的一部分。通過對其工作原理和模式的深入理解，可以更好地設計和優化電源電路。

參考資料：TI - Flyback Converter Design, ON Semiconductor - Flyback Power Supply Design