反激式双晶体管变换电路优化技巧

开关电源的功率在200W以上时，不宜采用反激式单晶体管变换电路，这时可以利用反激式双晶体管结构，两管可用双极型晶体管或功率场效应晶体管。其中，场效应晶体管特别适用，无论是固定频率、可变频率、完全和不完全能量传递方式，还是电源价格比，用场效应晶体管代替双极型晶体管是首选方案。

反激式双晶体管变换电路的基本电路如图1-4a所示。高频变压器TR₁的一次绕组通过两只场效应晶体管接到直流电源V_in上。两只场效应晶体管需要同时导通、同时截止，要达到目的要求通过两个相同相位但又互相隔离的信号，一般用一只双路输出的变压器TR₂。与前面介绍的反激式单晶体管变换电路一样，场效应晶体管导通时，只把能量存在磁路中；场效应晶体管截止时，磁能转化为电能送到负载中。二极管VD₁、VD₂是交叉连接的，这样可把过剩的能量反馈回电源V_in中，并把两只场效应晶体管都钳位在V_in电压水平上。所以，采用市电桥式整流的电路，可选用耐压为400V的场效应晶体管。

图1-4 反激式双晶体管变换电路

在图1-4a所示电路中，变压器漏感起着重要作用。当VT₁和VT₂导通时，直流电压V_in加在变压器一次绕组N_p上。设绕组的同名端为正，那么输出整流二极管VD₃将正向偏置且导通，这样二次绕组中有电流流通，它的漏感为L_LS。在导通期间，变压器一次绕组的电流呈线性增加，如图1-4b所示。(www.xing528.com)

在导通末期，储存在变压器中可耦合到二次侧的磁场能量为I²_PL_LP/2。一旦VT₁和VT₂同时截止，二次绕组电流I_S降为零。然而，磁感应强度没有改变，则通过反激作用，变压器上所有的电压将反向。二极管VD₁、VD₂也导通，一次绕组在反激电压作用下使供电电源保持V_in值。由于绕组的极性反向，二次绕组感应出的反向电动势将导致整流二极管VD₃截止。二次绕组感应的电流为nI_p值时（n=N_P/N_S），储存在二次绕组的漏感L_LS中的能量反馈到电源V_in中，则一次绕组电压V_P降至二次绕组反射电压。此时，二次绕组电压等于C₃上的电压折算到一次绕组。通过设计使钳位电压小于供电电源电压V_in，否则，反激能量将回送到供电电源中。然而，在正常条件下，对于一个完善的能量变换系统，两只场效应晶体管刚截止关断时，储存在变压器磁场中的能量将转移到输出电容和负载上。在两只场效应晶体管截止关断的末期，新一轮周期将开始。

反激式双晶体管变换电路在任何条件下，两只场效应晶体管所承受的电压都不会超过V_in。VD₁、VD₂必须是超快速恢复二极管。因为这些元器件在电压超值时特别容易损坏，与反激式单晶体管变换电路相比，开关功率管可选用较低的耐压值。

反激开始时，储存在一次漏电感中的电能经VD₁、VD₂进行反馈，系统能量损耗小、效率高。当负载减小时，在电路导通期间，变压器一次绕组中储存过多的电能，那么，在下个周期反激时，将电能反馈至电源V_in，降低损耗。

反激式双晶体管变换电路与反激式单晶体管变换电路相比，高频变压器不需要反馈绕组。这对于生产商来说，有利于降低成本，缩小体积。