单端正激式开关电源的典型电路分享

正激式开关电源是指当变压器的初级线圈正在被直流电压激励时，变压器的次级线圈正好有功率输出。正激式开关电源输出电压的瞬态控制特性和输出电压负载特性相对工作稳定性较高，输出电压不容易产生抖动，在一些对输出电压参数要求比较高的场景经常使用。正激式开关电源是指使用正激高频变压器隔离耦合能量的开关电源，正激式开关电源中结构比较复杂，输出功率高，适用于低压，大电流 (100W-300W)的开关电源。

正激又分为单管正激与双管正激。

01 单 管 正 激

单管正激工作原理：单端正激式开关电源的典型电路如图一所示。

(图一)

这种电路在形式上与单端反激式电路相似，但工作情形不同。

当开关管Q1导通时，D2也导通，这时电网向负载传送能量，滤波电感L储存能量;当开关管Q1截止时，电感L通过续流二极管D1 继续向负载释放能量。在电路中还设有钳位线圈与二极管D3，它可以将开关管Q1的最高电压限制在两倍电源电压之间。为满足磁芯复位条件，即磁通建立和复位时间应相等，所以电路中脉冲的占空比不能大于50%。由于这种电路在开关管Q1导通时，通过变压器向负载传送能量，所以输出功率范围大，可输出50-200 W的功率。电路使用的变压器结构复杂，体积也较大，正因为这个原因，这种电路的实际应用较少。

02 双 管 正 激

双管正激式变换器适用于高压输入，低压输出。

与单管正激拓扑的大部分原理是相同的，但双管正激式的突出优点有三：

(1)变压器储能有释放回路，不需要另设复位电路或复位绕组。主要原因是在开关管导通时，变压器励磁，而开关管闭合时由桥臂上的两个二极管续流，磁芯去磁，同时磁芯能量返回直流电源;

(2)变压器初级电路半导体器件承受的电压等于转换器的输入电压Ui，而单管正激需要高得多的耐压器件;

(3)双管正激相对于其他多管的变换器拓扑而言，两只开关管无直通短路的危险。因两只开关管在桥的对角线上，正常工作时就是两管同时开通，同时关断，此时变压器初级绕组承受电压，所以没有直通危险。而全桥和半桥拓扑则有直通的危险。

(图二)

03 反 激 式 正 激 式 对 比

电源是否采用了双管正激拓扑，主要是看主开关管和变压器，一般来说主开关管是两个MosFET，变压器为一大(主变压器)一小(待机变压器)的组合，多半就是双管正激拓扑。有些人会把主变压器旁边是否带有一个磁放大线圈也作为识别的标准，但实际上这个磁放大线圈是用来判断电源是否采用磁放大结构的，跟双管正激拓扑没有什么关系。

与单管正激拓扑相比，双管正激拓扑有着更高的转换效率，而且在单管正激拓扑中，MosFET会在复位的过程中会承担两倍的输入电压，对于MosFET来说显然不是一件好事。而双管正激拓扑的两个MosFET是同时导通和关闭的，导通时承受的电压为输入电压，关闭时，主变压器的励磁线圈电压极性翻转，但电压仍然与输入电压相同，因此主开关管承担的电压仍然不会高于输入电压，这样MosFET的压力就小很多了。

04 正 激 电 路 分 析

正激电路是由buck拓扑演变而来，先分析一下buck拓扑如何演变出反激Forward拓扑的。

1)单管正激工作状态：

MOS管导通，电流流过变压器原边绕组和MOS管。同时副边感应出电压流过二极管、电感到达电容和负载。

MOS管关断，磁复位绕组感应出电压，从异名端流出回到输入电源，完成磁复位。关断瞬间，MOS管将承受输入电压+初级绕组感应电压，约等于2倍输入电压。

2)双管正激工作状态：

2个MOS同时导通同时导通

2个MOS同时导通同时关断

电感电流方向保持不变，电流从异名端流出 通过两个二极管形成回路，同时完成磁复位。