【技术】解析”正激变压器”为何比“反激变压器”可以做更大的功率？

时间： 2021-07-23 来源：爱浦电子

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为何“正激”比“反激”可以做更大的功率？

我们做过正激也做过反激的电源工程师都知道，一般在100W以内我们习惯用反激拓扑来做，超过100W的用正激比较合适。我来说说我的观点，首先只要懂得设计变压器的工程师在计算反激开关电源时，反激功率做得越大，原边电感量肯定是越小的，这跟拓扑的特性有关，我们先来分析一下反激的工作过程。

上图为反激的基本拓扑，当MOS开关管开通时，变压器原边绕组上正，下方，此时变压器副边绕组上负下正，整流二极管VD截止，在MOS开通的时段，变压器的励磁能量由于没有通路释放从而全部存储在变压器中。当MOS开关管关闭之后，变压器原边绕组电位变成下正上负，根据同名端，此时副边绕组的电位为上正下负，整流二极管VD导通，变压器释放能量，磁芯复位。

就是这样周而复始，使输出稳压。由于这种不断存储又释放存储又释放的工作模式决定变压器的是很容易饱和的，为了控制变压器不饱和，通常的做法就是加气隙。

为了方便，我们用反激DCM的公式，简单说明一下

Lp：原边感量，Ip：原边电流，Vin最低输入电压，D：占空比，P输入功率，f开关频率

我们通过几个简单的公式就可以看出，反激电源的原边电感量是受到了限制的。

我们再通过上面的公式，可知感量和Lp和峰值电流定了之后，要使磁芯不饱和，我们只能通过增大Np匝数来降低磁通密度，Np增大了，Lp是定了磁芯必然要加气隙。有计算经验的人都知道，反激变压器尤其是功率打了变压器感量都是比较小的。

下面我们来看看正激

上图为正激电源的基本拓扑，开关mos管开通时，原边绕组NP1为上正下负，根据同名端判定此时副边绕组NS也为上正下负，输出整流二极管VD1是导通的，原边导通的同时副边也导通，能量每个周期都能够得到即时释放。变压器不存在存储阶段，虽然原边也有比较大的电流，但这电流大部分都是由副边折射过来的，初级和次级是同时有电流的,而且产生的磁感应强度相等,方向相反,当负载变重,初级电流也相应加大,抵消了磁芯磁场的变化，所以正激不用考虑正激的电感量的大小，绕多大就是多大。

当然别忘记还有一部分励磁电流，但由于电感量很大励磁电流是很小的，开关MOS开通时，(不考虑功率部分，只考虑励磁电流)变压器原边电感上阵下负，励磁电流线性上升，等到开关MOS关闭时，NP1绕组下正上负，此时通过同名端可知，NP2上正下负D1导通，原边电感存储的励磁能量通过NP2和D1释放出去，返回到输入大电容上，磁芯复位。当然变压器也存在漏感，这部分漏感就生了正激的尖峰电压。

通过上面的对比，我们可知，同样一个功率变压器，可得到如下结论。

1、反激变压器的电感量很小，而正激变压器的电感量很大。

2、反激变压器通过副边输出绕组复位，正激变压器有专门的复位绕组复位。

3、反激变压器需要复位的励磁能量但同时也是整个功率部分的能量，正激变压器复位的也是励磁部分的能量，但这个励磁能量不包含功率部分的能量（暂且有能量这个词，能明白就好）。

我们通过上面几个结论急需来分析一下

首先说反激，电感量跟正激比很小的。我们都只到变压存在的漏感与很多因素有关，由于感量小，变压器只要有一点漏感，这个漏感在整个原边电感的占比是比较大的，而电感的能量1/2*Lp*Ip^2在电感和漏感中的比例是按照感量大小的比例来分配的，一旦漏感比例大了，漏感中存储的能量是不能转化到副边，大部分是通过其他通路来消耗（转换成损耗）的，可想而知，功率越大，感量越小，漏感比例越容易变大，造成的损耗也将越来越大，不但损耗超大而且这个漏感造成的尖峰将随功率的增大而越来越大，非常难处理，或者说到了一定的功率量，根本无法处理。

我们再看正激，电感量跟反激比是很大的。由于感量大，变压器就算有一定的漏感，但这个漏感在整个变压器中所占的比例也是比较小的。漏感占比很小，浪费的能量肯定比较小，所产生的尖峰也很好处理。

通过上面的简单描述，我相信大家也明白为何反激电源的功率就是做不大？并且还可以印证我们平时测量反激时DS尖峰是比较高的，而正激DS尖峰是非常小的。

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型号- UA25-220E0512H2,FN1-15D24B3N,FN1-XXDXXH6,FD30-36S09B3C,FD50-24S15B3C,PFD12-18D05A32,BK20-H1N4,FD20-110SXXB33-T,FA40-220S3V3H3N4,FD15-18S05A3,FD50-B33-TS,FA8-220S05B9N3-1,PFD12-18S09A3C2,KW3-24S24ER3,FD12-36S15A34,WD100-48S12N1,VD150-110S12N1,FD30-A3R-T,DD6-05SXXE3C2,FW2-XXSXXC,FA3-300SXXY2N3-TS,FD20-36S3V3A3C,RS485-05LSSV,FW2-12S12C,WD150-48S12N1,NN1-3V3S3V3ANT,FD20-XXSXXA3C2,RS485-XXXSAVC SERIES,NN3-05S09CN,BK40-600S12W2N4,KW1-24D05E3R3,FD6-36S15A3,K783V3-2000,DD10-24D05E3C2,DA5-220S05G9D4,PFD20-A3 SERIES,WD100-48S12Q1,NA150-220SXXL1 SERIES,BK20-600S24H1N4,NN2-A3NR3 SERIES,FA15-220S12V8Y2N3,FA15-220S12V7B9N3-1,FD6-110SXXA3N4-TS SERIES,NN2-12S15ANR3,FD20-A3C2,NW1-05D12DR3,RS485- HSAV,FA25-220SXXH2D4,RS485-XXXSAVC,KW1-24S12E3R3,WD50-110S12K1,RS485-XXHSA,FA20-300S3V3H2D4,FN1-05D05B3N,FD6-18S12B2C5,FA20-300S24H2D4,FD15-18D05A3,LC-AC01P2 SERIES,WD50-48S24K1,FA5-220E05XXC2D3,WD600-48S28R1,NN3-12S12C4N,UD6-36S3V3E3,WD150-48S12Q1,FD20-B33,FD15-A3-T SERIES,DA120-1000S24G1N4,FA15-220SXXG2N4 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2023/08 - 爱浦电子 - 选型指南 - A/0版代理服务技术支持批量订货

爱浦电子质量为本，创新为魂，助力我国电子产业高质量发展

在全球化竞争日益激烈的今天，质量已成为企业生存发展的基石。作为我国电子行业的佼佼者，爱浦电子始终秉持“质量为本，创新为魂”的经营理念，为我国电子产业高质量发展贡献力量。

2024-10-10 - 原厂动态代理服务技术支持批量订货

爱浦电子成立于2004年，是一家专业从事模块电源研发、生产、销售和提供解决方案的高新技术企业。主要产品有包括1~700W的DC/DC模块电源，2~200W 的AC/DC模块电源、10~40W铃流发生器、光伏电源、隔离收发模块485/CAN等。

DC/DC电源模块 AC/DC电源模块 DC/AC电源模块微功率电源模块特殊定制电源

代理服务线上商城技术资料

爱浦电子模块电源选型表

提供爱浦电子：AC/DC模块电源：中小功率（2-30W）高性能标准电压（5V、12V）的模块；DC/DC模块电源：小功率（3-20W）、中大功率（30-700W）、微功率（1-2W）模块，提供9-36Vdc、1872Vdc的超宽电压输入；光伏模块电源：BK系列是200-1500VDC超高电压输入高效率高可靠性高隔离电压的 DC-DC 开关稳压模块电源；隔离收发模块。

产品型号	品类	输出功率(W)	输入电压范围(V)	输出电压(V)	输出电流	包装形式（Package）	应用等级	等级认证标准
FD6-18S05A3	模块电源	6W	9V~36V	5V	1.2A	管	工业级	CE/RoHS

选型表 - 爱浦电子立即选型

爱浦电子坚守可靠耐用，铸就电子组件卓越品质

在电子产品的选择上，消费者越来越倾向于追求可靠耐用的产品。这是因为一个可靠耐用的电子产品不仅能为用户节省成本，爱浦电子通过对原材料的严苛挑选、工艺的精湛制作、科学的设计理念、质量的严格把控以及可靠的售后服务，成功地将可靠耐用的理念融入到了每一个产品细节之中。这种对品质的执着追求，不仅提升了产品的品质和性能，也为公司在竞争激烈的市场环境中赢得了良好的声誉。

2024-09-26 - 原厂动态代理服务技术支持批量订货

【选型】爱浦电子隔离电源模块可替换金升阳B0505S-1WR3用于RS-485通信总线，各项参数基本一致

笔者公司开发的微波电源，设计了RS-485通信总线。为了确保原材料供应通畅，采用爱浦电子的FN1-05S05A电源模块PIN-TO-PIN替代与金升阳的B0505S-1WR3，各项参数基本相同，在功能和性能上都达到了需求。

2021-08-29 - 器件选型代理服务技术支持批量订货

爱浦电子DC-DC电源模块选型表

如下表格提供爱浦电子DC-DC电源模块选型，输入电压(VDC)4.5-1500，输入电流(mA)0.5-14368，输出电压(VDC)-24-48，输出效率(%TYP)75-91，输出电流(mA)-2000-25000

产品型号	品类	输入电压(VDC)	输入电流(mA)	输出电压(VDC)	输出效率(%TYP)	输出电流(mA)
UD6-18S3V3E3	DC-DC电源模块	9-36	20	3.3	76	1200

选型表 - 爱浦电子立即选型

爱浦电子坚持精选优良材料，铸就高品质电子组件

在电子产品的制造中，材料的选择至关重要。它不仅关系到产品的性能和寿命，也是影响产品能否获得市场青睐的关键因素。爱浦电子深知这一点，始终将材料的选择作为提升产品质量和竞争力的核心要素。

2024-09-12 - 原厂动态代理服务技术支持批量订货

【选型】爱浦电子DCDC电源模块FN1-05S05AN对标金升阳B0505S-1WR2，用于CAN通信中的电源隔离

某客户研发一个交流耦合一体机储能项目，CAN通信采用TI的ISO1050，需要用到金升阳的B0505S-1WR3隔离电源模块，因为金升阳的电源模块交期比较久，而且价格也偏贵，本文介绍推荐爱浦电子的DCDC电源模块FN1-05S05AN进行兼容替换可行性分析。

2021-07-01 - 器件选型代理服务技术支持批量订货

爱浦电子AC-DC电源模块选型表

如下表格提供爱浦电子AC-DC电源模块选型，输入电压(VDC)85-900，输出电压(VDC)-12-48，输出效率(%TYP)66-94，输出电流(mA)4.2-15000

产品型号	品类	输入电压(VDC)	输出电压(VDC)	输出效率(%TYP)	输出电流(mA)
FA2-220S3V3N2	AC-DC电源模块	85-305/120-430	3.3	68	600

选型表 - 爱浦电子立即选型

爱浦电子针对光伏新能源推出BK150系列，具有高自动化工艺设计，减少冗余设计，达到性能和成本的最佳匹配

爱浦电子针对光伏新能源领域推出了BK150系列新品。这些产品具有高自动化的工艺设计，器件布局精致美观，减少了冗余设计，以达到性能和成本的最佳匹配。BK150系列的特点包括高输出效率、宽工作温度范围、以及多重保护功能，如输入欠压、输出过流、输出过压及短路保护等，满足了一系列国际认证标准，适用于光伏支架跟踪器控制器等场合。

2024-09-12 - 产品代理服务技术支持批量订货