反激式開關(guān)電源的典型電路如下圖所示。電路中所謂的單端是指高頻變換器的磁芯僅工作在磁滯回線的一側(cè)。所謂的反激，是指當(dāng)開關(guān)管 VT1 導(dǎo)通時，高頻變壓器T初級繞組的感應(yīng)電壓為上正下負(fù)，整流二極管 VD1 處于截止?fàn)顟B(tài)，在初級繞組中儲存能量。

　　當(dāng)開關(guān)管 VT1 截止時，變壓器T初級繞組中存儲的能量，通過次級繞組及 VD1 整流和電容C濾波后向負(fù)載輸出。

　　反激式開關(guān)電源是一種成本最低的電源電路，輸出功率為 20 - 100 W，可以同時輸出不同的電壓，且有較好的電壓調(diào)整率。唯一的缺點(diǎn)是輸出的紋波電壓較大，外特性差，適用于相對固定的負(fù)載。

　　反激式開關(guān)電源使用的開關(guān)管 VT1 承受的最大反向電壓是電路工作電壓值的兩倍，工作頻率在 20 - 200kHz 之間。

　　反擊式開關(guān)電源的工作過程可以先簡單的分為四步:

　　第1步 整流

　　當(dāng)電源的輸入端接收到交流的220伏市電后會通過整流橋。將交流220伏，整流為直流310伏。

　　第2步 逆變

　　開關(guān)電源中的核心器件是控制器，它控制功率開關(guān)管將310伏直流電，反復(fù)開關(guān)轉(zhuǎn)換為高頻交流電，其頻率一般為幾十k到上百k赫茲。高頻交流電通過變壓器后可以進(jìn)行降壓。 因?yàn)榻涣麟姷念l率非常高，所以可以減小變壓器的體積成本并提升轉(zhuǎn)換效率，這也就是開關(guān)電源比傳統(tǒng)的工頻變壓器的成本更低的原因。

　　第3步 二次整流

　　高頻交流電通過變壓器后，將幅值變低，需要再通過整流電路轉(zhuǎn)化為直流電。轉(zhuǎn)化后的直流電就是電源的直接輸出。

　　第4步 反饋

　　反饋是反擊式開關(guān)電源以及各種其他開關(guān)電源中最復(fù)雜和最有技術(shù)難度的地方，需要有經(jīng)驗(yàn)的電源工程師反復(fù)調(diào)節(jié)才可以使電源的工作效率，響應(yīng)速度等參數(shù)達(dá)到最優(yōu)。反饋的作用就是當(dāng)輸出端的電壓出現(xiàn)波動或受到一定干擾時，控制器可以及時的感知到，并作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，目的是將輸出電壓，快速的穩(wěn)定。理想的電源在面對擾動時應(yīng)快速回到目標(biāo)電壓值，做到穩(wěn)準(zhǔn)快。

　　下面是一款反擊式開關(guān)電源電路，100-240VAC輸入,14V 10A DC輸出的原理圖,現(xiàn)對原理圖中每個部分的原理說明如下.

　　一.GBP410整流橋之前的電路.

　　F1:保險管，電流過大時，保護(hù)電路。

　　RT1:NTC熱敏電阻,負(fù)溫度系數(shù),防止開關(guān)時產(chǎn)生的沖擊電流

　　MOV1:壓敏電阻,抑制輸入電路的過壓

　　L1:共模電感,用于EMC中的共模干擾

　　CX1:X安規(guī)電容,用于濾除差模干擾

　　R1,R2,R3,R4:濾波電路的放電阻,電阻串聯(lián)分壓,讓電阻兩端的電壓控制在耐壓范圍內(nèi).電阻并聯(lián),主要用于提高放電的電流,同時考慮電阻的功率.

　　LF2:二級共模電感,CX2:X安規(guī)電容,用于濾除差模干擾

　　二.GBP410整流橋之后的濾波電路

　　1.整流橋GBP410兩個并聯(lián),為了擴(kuò)流散熱用.

　　2.C1,EC1,EC2,EC3為濾波電容

　　3.L3為濾波電感,電感上并的電阻R5為,電感泄流回路,用于開關(guān)機(jī)時電感泄放電流.

　　4.CY1,CY2為Y電容.(CY2在原理圖的右下下)

　　三.WT6629開關(guān)電路部分

　　1.D1,D2,R6,R10,C4組成RCD吸收電路,D6為TVS管,防止過高的尖峰電壓損壞電容C4,R6用于限制泄放電流,D1,D2并聯(lián),用于擴(kuò)流散熱.

　　2.Q1為開關(guān)管,C3,用于吸收漏感尖峰,RS1,RS2,RS3為電流采樣電阻,用于過流保護(hù)用.R21,C8組成RC濾波電路.為什么要用RS1,RS2,RS3三個并聯(lián),得一個奇怪的采樣的電阻呢?

　　3.R24,R23,R22,T4,組成開關(guān)管的G極驅(qū)動,T4為Q1關(guān)斷時提供快速關(guān)斷通路,R24為關(guān)斷時限流電阻.R22為G極下拉電阻.

　　4.WT6629的4PIN用于設(shè)置頻率 的,所以R25用于設(shè)置頻率,公式為:f=1560/R25(KR),并且這個阻值有范圍要求:24-31KR之間.

　　5.WT6629的5PIN用于溫度檢測的,規(guī)格書沒有明確說明,但從表格中可以看出,0.8V為恢復(fù)電壓,那么0.65V,意思就是低于0.65V就動作,5PIN到地串聯(lián)的NTC電阻,溫度升高,阻值降低,電阻兩端的電壓下降,是符合的.

　　6.原理圖中的VCC,為次級線圈變壓給WT6629供電,次級線圈經(jīng)過D3半波整流,C6,EC4濾波,R7,R8為漏感泄放回路,D4,R15,EC5,C9再次RC濾波,D4為隔離二極管.7.R16與C5串聯(lián)再與D3并聯(lián),是為了吸收反向高壓，保護(hù)二極管，不然二極管容易被擊穿損壞.

　　四. 整流輸出電路

　　1.二極管U5,U4并聯(lián)后與后面電容組成半波整流濾波,兩個二極管并聯(lián)是為了擴(kuò)流散熱,二極管上并的電容電阻是為了吸收反向電壓尖,反向電壓尖峰產(chǎn)生的原因是二極管的寄生電容和漏感震蕩引起。

　　五.反饋回路

　　1.WT431不是用于穩(wěn)壓，而是用作一個電壓門限開關(guān),R28與R29分壓后接到431的R腳,R腳與內(nèi)部的Vref進(jìn)行比較,R26為光耦的限流,R27,R26同時給WT431供電.1)如果R腳的電壓高于2.5V時,比較器輸出高,三極管導(dǎo)通,K,A兩點(diǎn)短路,光耦PC817的1.2腳導(dǎo)通.2)如果R腳的電壓低于2.5V時,比較器輸出低,三極管斷開,K,A兩點(diǎn)開路,光耦PC817的1.2腳開路.開關(guān)電源是一種將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的電力供應(yīng)裝置，其工作原理是利用開關(guān)器件開關(guān)周期性地連接和斷開輸入電源，通過變換電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方式，實(shí)現(xiàn)對輸出電壓和電流的穩(wěn)定調(diào)節(jié)。

　　反激式開關(guān)電源是其中一種常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其基本原理是實(shí)現(xiàn)通過開關(guān)器件和變壓器的周期性開關(guān)，將輸入電壓變換為所需的輸出電壓。

　　2. 基本組成

　　反激式開關(guān)電源主要由開關(guān)管、輸出電感、變壓器、濾波器、穩(wěn)壓控制電路和反饋電路等部分組成。

　　2.1 開關(guān)管

　　開關(guān)管是反激式開關(guān)電源中最基本的元器件之一，其作用是周期性地開關(guān)連接和斷開輸入電源。常用的開關(guān)管有MOSFET、IGBT等，其選擇應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行。

　　2.2 輸出電感

　　輸出電感是為了實(shí)現(xiàn)對輸出電流的濾波和穩(wěn)定而設(shè)置的，其主要作用是平滑輸出電流脈動。輸出電感通常由線圈和磁芯組成，常用的磁芯材料有鐵氧體、高性能磁性材料等。

　　2.3 變壓器

　　變壓器是反激式開關(guān)電源的核心元件之一，其主要作用是實(shí)現(xiàn)輸入和輸出電壓的變換，并提供電氣隔離。變壓器通常由鐵芯和線圈組成，其中線圈分為主線圈和輔助線圈，用于傳遞能量和實(shí)現(xiàn)反饋控制。

　　2.4 濾波器

　　濾波器用于過濾開關(guān)產(chǎn)生的高頻噪聲和諧波，以確保輸出電壓的穩(wěn)定性和紋波水平。常用的濾波器包括電容濾波器和電感濾波器，其結(jié)構(gòu)和參數(shù)的選擇應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行。

　　2.5 穩(wěn)壓控制電路

　　穩(wěn)壓控制電路是為了實(shí)現(xiàn)對輸出電壓的穩(wěn)定調(diào)節(jié)而設(shè)計的，其主要部分包括反激電源控制芯片、反饋元件和誤差放大器等。穩(wěn)壓控制電路根據(jù)反饋信號來控制開關(guān)管的開關(guān)時間和頻率，以維持輸出電壓的穩(wěn)定。

　　2.6 反饋電路

　　反饋電路用于采集和處理輸出電壓的反饋信號，并將其與參考電壓進(jìn)行比較，以實(shí)現(xiàn)對輸出電壓的調(diào)節(jié)。反饋電路通常由反饋電阻、參考電壓源和誤差放大器等組成。

　　3. 工作原理

　　反激式開關(guān)電源的工作原理可以分為兩個周期：導(dǎo)通周期和關(guān)斷周期。

　　3.1 導(dǎo)通周期

　　在導(dǎo)通周期中，開關(guān)管處于導(dǎo)通狀態(tài)，輸入電源的能量通過變壓器傳遞到負(fù)載上。當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時，電感儲存著輸入電流的能量，并將其傳遞到輸出端，此時輸出電壓上升。反激電源控制芯片通過比較輸出電壓和參考電壓的差異來產(chǎn)生控制信號，進(jìn)而控制開關(guān)管的導(dǎo)通時間和頻率。

　　3.2 關(guān)斷周期

　　在關(guān)斷周期中，開關(guān)管處于關(guān)斷狀態(tài)，輸入電源的能量不再傳遞到負(fù)載上。此時，電感中的儲能補(bǔ)償電容放電，輸出電壓開始下降。同時，儲能電感中的電能也通過輔助線圈反饋給控制芯片，用于控制開關(guān)管的導(dǎo)通時間和頻率。

　　通過不斷地在導(dǎo)通周期和關(guān)斷周期之間切換，反激式開關(guān)電源實(shí)現(xiàn)了將輸入電壓轉(zhuǎn)換為所需的穩(wěn)定輸出電壓。

　　4. 設(shè)計要點(diǎn)

　　設(shè)計反激式開關(guān)電源時，需要注意以下幾個關(guān)鍵要點(diǎn)：

　　4.1 穩(wěn)壓控制

　　穩(wěn)壓控制是提高反激式開關(guān)電源性能的關(guān)鍵之一。穩(wěn)壓控制電路應(yīng)具備快速響應(yīng)、高精度和穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)。常見的穩(wěn)壓控制方式包括固定頻率PWM控制和變頻脈寬調(diào)制控制。

　　4.2 輸出電感和濾波器設(shè)計

　　輸出電感和濾波器的設(shè)計直接影響反激式開關(guān)電源的輸出性能。輸出電感應(yīng)具備足夠的電感值以減小輸出電流脈動，而濾波器則應(yīng)具備合適的參數(shù)以降低紋波水平。

　　4.3 變壓器設(shè)計

　　變壓器設(shè)計是反激式開關(guān)電源設(shè)計中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它關(guān)系到輸出電壓和電流的變換效率和穩(wěn)定性。變壓器的設(shè)計應(yīng)根據(jù)具體需求確定主線圈和輔助線圈的匝數(shù)比、線徑和磁芯參數(shù)等，并進(jìn)行合理的嚴(yán)格計算。

　　4.4 開關(guān)管選擇和驅(qū)動設(shè)計

　　開關(guān)管的選擇應(yīng)考慮其導(dǎo)通電阻、損耗和開關(guān)能力等因素，以滿足輸出電流和頻率的要求。開關(guān)管的驅(qū)動電路應(yīng)具備合理的波形和功率，以確保開關(guān)管的穩(wěn)定工作。

　　4.5 反饋電路設(shè)計

　　反饋電路的設(shè)計關(guān)系到穩(wěn)壓控制的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，通常采用電阻分壓或電流取樣等方式進(jìn)行，應(yīng)具備高精度和抗干擾能力。

　　5. 總結(jié)

　　反激式開關(guān)電源是一種常用的開關(guān)電源設(shè)計方案，具有高效率、小尺寸和高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。通過合理的設(shè)計和優(yōu)化，可以實(shí)現(xiàn)對輸入電壓的變換和對輸出電壓的穩(wěn)定調(diào)節(jié)。設(shè)計反激式開關(guān)電源時應(yīng)注意穩(wěn)壓控制、輸出電感和濾波器設(shè)計、變壓器設(shè)計、開關(guān)管選擇和驅(qū)動設(shè)計以及反饋電路設(shè)計等關(guān)鍵要點(diǎn)，以確保開關(guān)電源的性能和穩(wěn)定性。