許多書籍都有提到,,反激" title="反激">反激拓撲適用于150W以下功率,,但是具體的原因卻很少分析,我嘗試做些解釋,。從三個方面分析:開關管,、磁性器件、電容,。
初級開關管(MOSFET),。假設輸入電壓恒定為60V,情況同上,。從兩個方面考慮反激,、正激、半橋:選用mosfet的最大耐壓和流過mosfet的最大電流有效值,。
可見在理想狀態(tài)下,,三種拓撲的差別并沒有體現(xiàn)在初級mosfet的導通損耗上(注意半橋使用了兩個功率mosfet),開關管的另一個損耗是開關損耗" title="開關損耗">開關損耗,,公式的推導見EXEL文件,。假設開通關斷有相同損耗,電感量無窮大,,則計算公式如下:
反激:
正激:
從公式可以看出,,在只針對一個輸入電壓點優(yōu)化的情況下,反激的開關損耗最大,正激和半橋沒有區(qū)別,,這是限制反激大功率運用的一個原因,。
次級mosfet
次級mosfet都是零電壓開通關斷,不存在開關損耗
次級mosfet的導通損耗同樣限制了反激在大功率場合的運用,,mosfet體內二極管的反向恢復同樣產(chǎn)生損耗,,值得注意的是這個損耗源于次級,發(fā)生在初級mosfet,,計算公式如下
考慮到半橋的占空比D可以是0.9,,所以以上三個公式基本上沒有區(qū)別。
3,、磁性器件,。反激的變壓器等效理想變壓器和電感器的結合,不知道該如何正激和半橋的磁性器件比較,,這里只討論下為什么反激變壓器中漏感的影響大,。具體分析見EXEL中《磁性器件》頁面
4、電容,。同樣關心電容的電流應力和電壓,。電壓應力沒什么區(qū)別。
輸入電容電流應力基本沒有區(qū)別,,輸出電容上反激的電流應力很糟糕,,但需要注意的是,輸出電容的電流應力與輸出電流成正比,,與輸出功率并沒有直接關系,,正激和半橋的輸出電容電流應力為0是因為電感假設為無窮大,實際值與△I有關,。
5,、總結:通過以上分析,,反激不適合大功率引用原因如下:
初級mosfet開關損耗
次級mosfet導通損耗
變壓器漏感導致的損耗
輸出電容電流應力
上面的計算基于輸入電壓恒定為60V,,但實際情況是25~125V。這個情況下,,反激拓撲顯示出它的優(yōu)勢,,可能更恰當?shù)恼f應該是正激、半橋變得更加難以設計,,其原因在于占空比變化過大,,導致次級開關管電壓應力大,同時初級mosfet的開關損耗可能超過反激
因為功率為400W,,我考慮三個方案:全橋,,雙相交錯有源嵌位正激或反激。全橋初級需要四個mosfet,且驅動要浮驅,,比較難找到合適的驅動芯片,;雙相交錯有源嵌位正激需要兩個N管,兩個P管,,同樣有驅動芯片難找的問題,;同時因為以前沒有做過反激,對反激比較感興趣,,在一個以前的同事建議下選擇雙相交錯反激,。后來事實證明我當時錯誤估計了漏感的影響,導致了使用復雜的吸收電路,。