正激式開關電源是指使用正激高頻變壓器隔離耦合能量的開關電源，正激式開關電源中結構比較復雜，輸出功率高，適用于低壓，大電流(100W-300W)的開關電源，應用廣泛。本文將以詳盡的開關電源案例分析為手段，深入探討各類開關電源的工作原理和應用場景。首先，我們將聚焦于單端正激式開關電源，通過對其內(nèi)部電路結構的剖析，揭示其如何實現(xiàn)高效穩(wěn)定的電壓轉(zhuǎn)換。在此基礎上，我們將進一步分析自激式開關電源的特點，探討其在無外部驅(qū)動信號情況下如何實現(xiàn)自我振蕩和電壓輸出的過程。
接下來，本文將介紹推挽式開關電源，這種電源通過兩個開關管的交替工作，實現(xiàn)了對輸入電壓的雙向利用，從而提高了電源的效率和功率密度。此外，我們還將詳細闡述降壓式開關電源和升壓式開關電源的工作原理，這兩種電源分別適用于需要將電壓降低和升高的場合，為各種電子設備提供了靈活的電源解決方案。
最后，我們將關注反轉(zhuǎn)式開關電源，這種電源通過改變開關管的導通狀態(tài)，實現(xiàn)了輸出電壓的極性反轉(zhuǎn)，為某些特殊設備提供了必要的電源支持。通過這一系列案例分析，本文旨在幫助讀者深入理解各類開關電源的工作原理和應用特點，為實際工程應用提供有益的參考。
在全球?qū)δ茉磫栴}日益重視的背景下，電子產(chǎn)品的耗能問題逐漸凸顯，成為了亟待解決的焦點。傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓電源雖然以其電路結構簡潔、工作穩(wěn)定可靠而受到青睞，然而，其效率低(僅40%-50%)、體積龐大、銅鐵消耗量大、工作溫度高以及調(diào)整范圍有限等缺點也日益明顯。
為了克服這些局限，人類研制出了開關式穩(wěn)壓電源，這一創(chuàng)新技術的出現(xiàn)，極大地提升了能源使用效率，甚至可以達到85%以上。不僅如此，開關式穩(wěn)壓電源還具有寬穩(wěn)壓范圍、高精度穩(wěn)壓、無需電源變壓器等獨特優(yōu)勢，成為了一種理想的穩(wěn)壓電源選擇。
正是基于這些顯著優(yōu)點，開關式穩(wěn)壓電源在各類電子設備中得到了廣泛應用。本文將對各類開關電源的工作原理進行深入剖析，旨在更好地理解其工作原理，為未來的能源利用和電子設備發(fā)展提供參考。
正激的變壓器只有變壓功能，整體可以看成一個帶變壓器的buck電路。
原理
正激式開關電源：當開關管接通時，輸出變壓器充當介質(zhì)直接耦合磁場能量，電能與磁能相互轉(zhuǎn)化，使輸入輸出同時進行。
如下圖所示
正激式開關電源拓撲有如下特點：
沒有磁通不平衡的問題(具體在如下工作流程中分析);只有1個開關管，推挽電路中的Q2被二極管D1所取代，相對推挽拓撲電源更加便宜，體積更小;多路輸出電源同推挽拓撲一樣：主輸出Vom和從輸出Vs1和Vs2，電壓根據(jù)主輸出的負反饋，控制Q1的導通時間保持Vom穩(wěn)定;而Vs1和Vs2只能跟隨Vom相對保持穩(wěn)定。2
正激式電源在開關導通和關斷時不同節(jié)點電壓/電流如上圖所示。
正激電源與反激電源效率比較
正激電源(Forward Converter)和反激電源(Flyback Converter)是兩種常見的開關電源拓撲結構，它們在工作原理和效率上有所不同。
1. 正激電源：
- 在正激電源中，能量傳輸是通過變壓器的正向傳導完成的。
- 輸入電壓通過變壓器的主繞組傳輸，而輸出電壓則通過變壓器的次級繞組傳輸。
- 正激電源的輸出電壓調(diào)節(jié)通常通過變壓器的變比和控制開關器件的導通時間來實現(xiàn)。
- 正激電源在高功率應用中通常具有較高的效率和較好的電壓調(diào)節(jié)性能。
2. 反激電源：
- 在反激電源中，能量傳輸是通過變壓器的反向傳導完成的。
- 輸入電壓先存儲在變壓器的磁場中，然后在開關器件斷開時，這個儲存的能量被釋放并轉(zhuǎn)移到輸出端。
- 輸出電壓的調(diào)節(jié)通常受到變壓器匝數(shù)比的限制。
- 反激電源通常用于低功率應用，具有簡單、成本低廉和高效等特點。
在效率方面，正激電源和反激電源的效率取決于多個因素，包括電源設計、負載特性、開關器件的損耗等。一般來說，在相同功率和負載條件下，正激電源通常具有較高的效率，因為它的能量傳輸路徑更直接。然而，在低功率應用中，反激電源也可以達到相對高的效率，并且具有更簡單、成本更低的特點。
總的來說，正激電源和反激電源都有各自的優(yōu)勢和適用場景，選擇哪種取決于具體的應用需求和設計考慮。
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