隔离型Buck斩波器：单端正励设计

单端正励变换电路的隔离变压器有三个绕组：一次绕组N₁、二次绕组N₂和磁通复位绕组N₃，其同名端如图4-22a所示。开关管VT作斩波控制，当VT导通时，N₁电流i₁上升，变压器铁心磁通增加，在二次绕组N₂中产生感应电压，使二极管VD₂导通，VD₃截止，电感电流i_L=i₂向负载供电。VT导通时，因为磁通复位绕组N₃中产生感应负电压，VD₁截止，N₃中没有电流。当VT关断时，电感L经负载和VD₃续流。电容C用于使输出电压U_o稳定。

图4-22 单端正励变换电路及波形

因为变压器一次侧只在VT导通时有单方向电流，铁心的磁化也是单向的，在电流为零时，铁心仍有剩磁，当下次VT导通时，变压器磁通从剩磁开始上升，在VT重复通断中，剩磁越积越多，最后导致铁心饱和，使变压器励磁电流迅速增加，甚至可能损坏开关管VT。为避免铁心饱和，增加了磁通复位绕组，其作用是：在VT关断时，变压器电流下降，磁通下降，在N₃中感应电动势为上“+”，下“-”，VD1导通，产生电流i₃，i₃与i₁反向使铁心消除剩磁。这个过程称为磁通复位，这对单端正励变换电路是很重要的。单端正励变换电路的工作过程如下：

1）在VT导通时（0～t_OFF）变压器二次电压如图4-22b所示，。

2）VT关断时（t_OFF～T），其中t_OFF～t_k是消磁过程，二次电压；在消磁过程中，由N₃在N₁中的感应电压为，因此开关管VT承受的峰值电压为

（t_K～T）消磁结束u₂=0。二极管VD₃两端电压波形如图4-22c所示，因此变换电路输出电压为(www.xing528.com)

式中，α为占空比，；k为变压器电压比，。

若取变压器N₃=N₁，则正励变换电路的最大占空比α_max=0.5，而开关管VT的最大反向电压为2U_d。

如果变换器需要有几组不同的直流电压输出，可以在图4-22的变压器二次侧增加几个不同匝比的绕组，调整匝比使输出电压U_o可以高于U_d，也可以低于U_d，这是插入变压器后的优点。

图4-22的正励变换电路，开关管VT承受的正向电压较高，为降低VT承受的电压，可以采用图4-23所示的双管正励变换电路。图中VT₁、VT₂同时导通和关断，导通时电源经变压器向负载端输出电流，关断时，电感L经二极管VD₄续流，同时变压器励磁电流经VD₁、VD₂向电源U_d返回磁能。双管正励变换电路比单管电路多用一个开关管，但开关管的耐压是单管电路的1/2，并且变压器不需要磁通复位绕组也是其特点，双管正励变换电路常用于功率较大的DC-DC变换。

图4-23 双管正励变换电路