單管正激與雙管正激開關電源的區別

正激式開關電源是指當變壓器的初級線圈正在被直流電壓激勵時，變壓器的次級線圈正好有功率輸出。正激式開關電源輸出電壓的瞬態控制特性和輸出電壓負載特性相對工作穩定性較高，輸出電壓不容易產生抖動，在一些對輸出電壓參數要求比較高的場景經常使用。正激式開關電源是指使用正激高頻變壓器隔離耦合能量的開關電源，正激式開關電源中結構比較復雜，輸出功率高，適用于低壓，大電流 (100W-300W)的開關電源。

正激又分為單管正激與雙管正激。

01 單管正激

單管正激工作原理：單端正激式開關電源的典型電路如圖一所示。

(圖一)

這種電路在形式上與單端反激式電路相似，但工作情形不同。

當開關管Q1導通時，D2也導通，這時電網向負載傳送能量，濾波電感L儲存能量;當開關管Q1截止時，電感L通過續流二極管D1 繼續向負載釋放能量。在電路中還設有鉗位線圈與二極管D3，它可以將開關管Q1的最高電壓限制在兩倍電源電壓之間。為滿足磁芯復位條件，即磁通建立和復位時間應相等，所以電路中脈沖的占空比不能大于50%。由于這種電路在開關管Q1導通時，通過變壓器向負載傳送能量，所以輸出功率范圍大，可輸出50-200 W的功率。電路使用的變壓器結構復雜，體積也較大，正因為這個原因，這種電路的實際應用較少。

02 雙管正激

雙管正激式變換器適用于高壓輸入，低壓輸出。

與單管正激拓撲的大部分原理是相同的，但雙管正激式的突出優點有三：

(1)變壓器儲能有釋放回路，不需要另設復位電路或復位繞組。主要原因是在開關管導通時，變壓器勵磁，而開關管閉合時由橋臂上的兩個二極管續流，磁芯去磁，同時磁芯能量返回直流電源;

(2)變壓器初級電路半導體器件承受的電壓等于轉換器的輸入電壓Ui，而單管正激需要高得多的耐壓器件;

(3)雙管正激相對于其他多管的變換器拓撲而言，兩只開關管無直通短路的危險。因兩只開關管在橋的對角線上，正常工作時就是兩管同時開通，同時關斷，此時變壓器初級繞組承受電壓，所以沒有直通危險。而全橋和半橋拓撲則有直通的危險。

(圖二)

03 反激式正激式對比

電源是否采用了雙管正激拓撲，主要是看主開關管和變壓器，一般來說主開關管是兩個MosFET，變壓器為一大(主變壓器)一小(待機變壓器)的組合，多半就是雙管正激拓撲。有些人會把主變壓器旁邊是否帶有一個磁放大線圈也作為識別的標準，但實際上這個磁放大線圈是用來判斷電源是否采用磁放大結構的，跟雙管正激拓撲沒有什么關系。

與單管正激拓撲相比，雙管正激拓撲有著更高的轉換效率，而且在單管正激拓撲中，MosFET會在復位的過程中會承擔兩倍的輸入電壓，對于MosFET來說顯然不是一件好事。而雙管正激拓撲的兩個MosFET是同時導通和關閉的，導通時承受的電壓為輸入電壓，關閉時，主變壓器的勵磁線圈電壓極性翻轉，但電壓仍然與輸入電壓相同，因此主開關管承擔的電壓仍然不會高于輸入電壓，這樣MosFET的壓力就小很多了。

04 正激電路分析

正激電路是由buck拓撲演變而來，先分析一下buck拓撲如何演變出反激Forward拓撲的。