一、反激变换器拓扑的起源与演变

反激变换器拓扑源于对 buck-boost 拓扑的改进与演变。

在升降压电路中，电感通过周期性的充能与放能过程，维持着均匀的电压输出，同时使得输出电压与输入电压极性相反。而当我们将升降压电路中的电感替换为互相耦合的电感 N₁ 和 N₂（即变压器）时，便诞生了反激拓扑。在这一拓扑中，变压器不仅承担着隔离变压的关键作用，还兼具储能电感的功能。

二、反激拓扑结构与特点

无需输出滤波电感器 ：得益于变压器次级的天然滤波效果，反激拓扑省去了输出滤波电感器的使用，这不仅有效减小了电源的体积，还有助于降低成本。

省却次级高压续流二极管 ：反激拓扑的这一设计特点使其在高压应用场合更具优势，简化了电路结构，提高了电路的可靠性和效率。

高电压、小功率应用的理想选择 ：反激拓扑特别适用于高电压、小功率的应用场景，能够满足此类场景下的电源需求，并提供稳定可靠的电源支持。

三、反激拓扑工作过程

Q₁ 导通阶段 ：当开关管 Q₁ 导通时，原边绕组 Np 的同名端相对于异名端呈现负电压，而副边绕组 Nsm 的异名端电压高于同名端，导致整流二极管 D₂ 反偏截止。此时，输出电容器 C₀ 独立承担向负载供电的任务。在这一阶段，原边绕组 Np 相当于一个储能电感器，流过 Np 的电流呈线性上升直至达到幅值 Ip。根据公式 dI/dt = (Vdc - Vds)/Lp，可以计算出在开关管导通结束之前的最大电流 Ip = (Vdc - Vds) × Ton/Lp。进而，变压器储存的能量可表示为 E = ½ × Lp × I²p。

Q₁ 关断阶段 ：当开关管 Q₁ 关断时，励磁电感电流引发各绕组电压反向，副边绕组的电流回路随之导通，为滤波电容器 C₀ 和负载提供电流。假设只有一个副边绕组 Nm，则在关断瞬间，变压器电流幅值 Is = Ip × (Np/Nm)。对于变压器本身而言，原边和副边并无绝对区分，对磁芯而言是等同的。因此，当 Q₁ 关断时，能量释放并不依赖于原边绕组电流，副边绕组电流同样能够实现能量的释放，这正是变压器传递能量的核心机制。

不连续模式下的功率计算 ：若副边电流在下一个周期开始前降至 0，则表明变压器存储的能量已在 Q₁ 再次导通前完全传输至负载端，此时变压器工作在不连续模式。在这种情况下，一个周期 T 内输入电压 Vdc 提供的功率 P = ½ × Lp × I²p / T。结合 Ip = (Vdc - Vds) × Ton/Lp，可得 P ≈ (Vdc × Ton)² / (2 × T × Lp)。只要保持 Vdc 和 Ton 的稳定，就能确保输出的稳定性。
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