反激电源工作原理-反激电源高压MOS管尖峰电流来源与减小方法

反(fan)激(ji)式(shi)开关电(dian)(dian)源是指使用反(fan)激(ji)高频变压器隔离(li)输入输出回路(lu)的开关电(dian)(dian)源，与之对应的有正(zheng)激(ji)式(shi)开关电(dian)(dian)源。“反(fan)激(ji)”(FLY BACK)具体所(suo)指(zhi)当开关管接通时(shi)(shi)，输(shu)出变压(ya)(ya)器充当电(dian)感，电(dian)能转(zhuan)化(hua)为磁(ci)能，此时(shi)(shi)输(shu)出回(hui)路(lu)无电(dian)流；相反(fan)，当开关管关断时(shi)(shi)，输(shu)出变压(ya)(ya)器释放能量， 磁(ci)能转(zhuan)化(hua)为电(dian)能，输(shu)出回(hui)路(lu)中(zhong)有电(dian)流。

反激(ji)式开关电源(yuan)(yuan)中，输出变压器同时充当储(chu)能电感，整个电源(yuan)(yuan)体积小、结构简(jian)单，所以(yi)得到广泛(fan)应(ying)用。应(ying)用最多的是单端反激(ji)式开关电源(yuan)(yuan)。

优点：元器件少(shao)，电路简单，成本低，体(ti)积小(xiao)，可(ke)同(tong)时输出多(duo)路互相隔离的电压(ya)

缺(que)点：开关管承受电压高，输出变(bian)压器(qi)利用率低，不适(shi)合作(zuo)大功率电源 EMI比(bi)较大

一般(ban)而(er)言，100W以(yi)内(nei)的开(kai)关电(dian)源(yuan)(yuan)通常采(cai)用(yong)单(dan)端反激(ji)式(shi)(shi)，超(chao)过100W－300W的开(kai)关电(dian)源(yuan)(yuan)通常采(cai)用(yong)正激(ji)式(shi)(shi)或半桥(qiao)式(shi)(shi)，300W以(yi)上电(dian)源(yuan)(yuan)通常采(cai)用(yong)全桥(qiao)式(shi)(shi)。

反激电源高压MOS管尖峰电流解析

做电(dian)(dian)源的(de)都测试过流过高压MOS的(de)电(dian)(dian)流波形(xing)，总会发现电(dian)(dian)流线(xian)性上升(sheng)之前会冒出一个尖峰(feng)电(dian)(dian)流，并且(qie)有个时(shi)候甚至比正常(chang)的(de)峰(feng)值(zhi)电(dian)(dian)流还(hai)要高。看(kan)起来很不(bu)爽。那这尖峰(feng)怎(zen)么(me)来的(de)，如何减小它呢(ni)？

电流尖峰的来源

1、MOS管开启时(shi)驱(qu)动(dong)电(dian)流由G流到S到地这条路径是有电(dian)流的（驱(qu)动(dong)电(dian)路上有驱(qu)动(dong)电(dian)阻限制驱(qu)动(dong)电(dian)流的这个电(dian)流不(bu)大）；

2、另外一条(tiao)通(tong)路(lu)从MOS下来的(de)，从表(biao)面(mian)上(shang)看这(zhei)条(tiao)通(tong)路(lu)连接(jie)电(dian)(dian)(dian)感，电(dian)(dian)(dian)感上(shang)的(de)这(zhei)个电(dian)(dian)(dian)流实际上(shang)就(jiu)是(shi)主(zhu)电(dian)(dian)(dian)流是(shi)从0缓慢（相对于尖峰电(dian)(dian)(dian)流）上(shang)升的(de)，但别忘(wang)了(le)还有(you)一个隐(yin)藏(zang)的(de)通(tong)路(lu)就(jiu)是(shi)变压器(qi)原边绕组是(shi)有(you)寄(ji)(ji)生(sheng)电(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)的(de)（层间(jian)(jian)电(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)和匝间(jian)(jian)电(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)），这(zhei)个寄(ji)(ji)生(sheng)电(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)里面(mian)存储的(de)电(dian)(dian)(dian)量(liang)瞬间(jian)(jian)由MOS到地(di)放出，会(hui)产生(sheng)一个较(jiao)大(da)尖峰电(dian)(dian)(dian)流。

3、还有一(yi)个就是(shi)从(cong)副(fu)边(bian)(bian)耦合(he)过来的(de)电流(liu)(liu)，我们都知道副(fu)边(bian)(bian)整流(liu)(liu)二极管(guan)从(cong)导通(tong)（正偏）到(dao)反(fan)(fan)偏的(de)这个过程(cheng)中二极管(guan)有一(yi)个反(fan)(fan)向(xiang)恢(hui)复电流(liu)(liu)。这个反(fan)(fan)向(xiang)恢(hui)复电流(liu)(liu)是(shi)通(tong)过二极管(guan)和变(bian)压器副(fu)边(bian)(bian)绕(rao)组的(de)，它会通(tong)过耦合(he)折射到(dao)原边(bian)(bian)绕(rao)组上的(de)（注意(yi)：在DCM下没有反(fan)(fan)向(xiang)恢(hui)复电流(liu)(liu)）。

MOS管尖峰电流对电源的害处

1、就是由于这个尖峰的存(cun)在，开关电源芯片为了(le)防止误(wu)触(chu)发加入(ru)了(le)前(qian)沿(yan)消隐，如果太高还是有可能误(wu)触(chu)发。

2、这个尖峰（di/dt很大）对开关电(dian)源EMI影响不小。

3、这个尖峰电流会增大MOS开(kai)关管开(kai)通时(shi)的交(jiao)越损耗，降低效率

减小电流尖峰对策

① 变压器使用三明(ming)治绕法使原(yuan)边(bian)绕组分开

② 减(jian)小原边绕组(zu)的(de)匝数（比如可(ke)以(yi)用Ae值比较大(da)的(de)磁芯（PQ等）可(ke)以(yi)减(jian)少变压器匝数）

③ 尽量绕成单(dan)层(ceng)绕组(zu)

2、减少副边反(fan)向恢复电流(liu)

① 如果是功(gong)率很(hen)小的开关电源把变压器设计在DCM模(mo)式下运行(DCM无反(fan)向电流）。

② 使用准谐振(zhen)芯片（准谐振(zhen)也是在DCM）

③ 使用反向恢复特性好(hao)的二极(ji)(ji)管，比如肖特基，当然还有碳化(hua)硅(gui)二极(ji)(ji)管，注意碳化(hua)硅(gui)二极(ji)(ji)管成(cheng)本非常(chang)高。

反激式开关电源的工作原理

反(fan)激(ji)式：反(fan)激(ji)式开(kai)关(guan)电(dian)源是(shi)指使(shi)用(yong)反(fan)激(ji)高(gao)(gao)频(pin)变(bian)压(ya)器隔离输(shu)入(ru)输(shu)出回路(lu)的开(kai)关(guan)电(dian)源。“反(fan)激(ji)”指的是(shi)在(zai)开(kai)关(guan)管(guan)接(jie)通的情(qing)况(kuang)下，当输(shu)入(ru)为(wei)高(gao)(gao)电(dian)平时(shi)输(shu)出线路(lu)中(zhong)串(chuan)联的电(dian)感为(wei)放电(dian)状(zhuang)(zhuang)态；相(xiang)反(fan)，在(zai)开(kai)关(guan)管(guan)断开(kai)的情(qing)况(kuang)下，当输(shu)入(ru)为(wei)高(gao)(gao)电(dian)平时(shi)输(shu)出线路(lu)中(zhong)的串(chuan)联的电(dian)感为(wei)充电(dian)状(zhuang)(zhuang)态。

工作原(yuan)(yuan)理： 变(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)压(ya)器(qi)的(de)(de)一次和二(er)次绕组的(de)(de)极性(xing)相反，这大概也是Flyback名字(zi)的(de)(de)由(you)来： a.当开关(guan)(guan)管(guan)(guan)导通时，变(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)压(ya)器(qi)原(yuan)(yuan)边电(dian)感(gan)电(dian)流开始上升，此时由(you)于次级同(tong)名端(duan)的(de)(de)关(guan)(guan)系，输(shu)出(chu)(chu)二(er)极管(guan)(guan)截止(zhi)，变(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)压(ya)器(qi)储(chu)存能(neng)量，负载由(you)输(shu)出(chu)(chu)电(dian)容提供能(neng)量。 b.当开关(guan)(guan)管(guan)(guan)截止(zhi)时，变(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)压(ya)器(qi)原(yuan)(yuan)边电(dian)感(gan)感(gan)应(ying)电(dian)压(ya)反向(xiang)，此时输(shu)出(chu)(chu)二(er)极管(guan)(guan)导通，变(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)压(ya)器(qi)中的(de)(de)能(neng)量经(jing)由(you)输(shu)出(chu)(chu)二(er)极管(guan)(guan)向(xiang)负载供电(dian)，同(tong)时对电(dian)容充电(dian)，补充刚刚损失的(de)(de)能(neng)量。 反激电(dian)路(lu)的(de)(de)演变(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)： 可以看作是隔离的(de)(de)Buck/Boost电(dian)路(lu):

在反激电(dian)路中，输出变(bian)压(ya)器(qi)T除(chu)了实现电(dian)隔(ge)离(li)和电(dian)压(ya)匹配之外(wai)，还有(you)(you)储存(cun)能量的作用(yong)，前者(zhe)是(shi)变(bian)压(ya)器(qi)的属性，后者(zhe)是(shi)电(dian)感(gan)的属性，因此(ci)有(you)(you)人称其为(wei)电(dian)感(gan)变(bian)压(ya)器(qi)，有(you)(you)时我也叫他异步电(dian)感(gan)。

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