01帶隔離變壓器DC-DC

前面介紹了四種基本的非隔離DC-DC變換器結構，它們有一個共同點就是輸入輸出存在直接的電氣連接，然而在實際應用中，由于電壓等級變換、安全、系統串并聯等原因，需要進行輸入和輸出的電氣隔離。 在基本的非隔離DC-DC變換器(如Buck、Boost、Buck-Boost和Cuk變換器)中加入變壓器，就可以派生出帶隔離變壓器的DC-DC變換器。 比如，Buck變換器可以派生出單端正激變換器、橋式變換器、電壓型推挽變換器等; Boost變換器可以派生出電流型推挽變換器等; Buck-Boost變換器可以派生出單端反激變換器等。

在DC-DC變換器中，變壓器的作用主要是隔離，一定情況下也能起到變壓的作用。 應用在隔離DC-DC變換器中的變壓器是高頻變壓器，工作原理與其他類型的隔離變換器不同，變壓器鐵芯必須加氣隙。 關于變壓器的設計，是一個重要又復雜的過程。

今天，我們主要來聊聊單端正激變換器，所謂的單端變換器，是指變壓器磁通僅在單方向變換的變換器。

02單端正激(Forward Converter)

單端正激變換器由Buck變換器派生而來。 如下圖

這是Buck變換器的拓撲圖，在虛線位置插入一個隔離變壓器，便可以得到單端正激變換器，如下圖：

當開關管T閉合時，工作狀態如下圖：

根據圖中的同名端表示，可以知道變壓器副邊也流過電流，D1導通，D2截止，電感電壓為正，變壓器副邊的電流線性上升。 在Dc*Ts期間，電感電壓為

當開關管T關斷時，工作狀態如下圖：

變壓器副邊沒有電流流過，負載電流經反并聯二極管D2續流，在(1-Dc)*Ts期間，電感電壓為負，電流線性下降

uL=-Uo

在穩態時，電感電壓在一個周期內積分為零，因此

得到

由上式可見，單端正激變換器的電壓增益與開關導通占空比成正比，這和Buck變換器類似，不同的是比后者多了一個變壓器的變比。

在上邊分析電壓增益時考慮的是電感電壓在一個周期內累積為零的關系，前面的分析中我們也有從電感電流或者電感磁通的角度出發，這三者的本質是一樣的，都是電感磁芯中的磁通平衡。

工作中我接觸的基本都是反激式變換器，正激式的沒接觸到過，今天我們知識簡單地介紹了下正激變換器，更多細節沒有涉及到，后面我們可以慢慢來聊。