開關(guān)變壓器內(nèi)部等效電路分析（2）

開關(guān)變壓器的等效電路與一般變壓器的等效電路，雖然看起來基本沒有區(qū)別，但開關(guān)變壓器的等效電路一般是不能用穩(wěn)態(tài)電路進(jìn)行分析的；等效負(fù)載電阻不是一個固定參數(shù)，它會隨著開關(guān)電源的工作狀態(tài)不斷改變，分布電感與分布電容對正激式開關(guān)電源和反激式開關(guān)電源工作的影響也不一樣

從道理上來說，（2-139）式中反電動勢的最大值要比（2-140）式中反電動勢的平均值高很多，但由于分布電容的存在，反電動勢的上升率并沒有計(jì)算結(jié)果那么高，所以把它等效成一個方波，計(jì)算起來更為簡單。實(shí)際上從能量方面來考慮也是完全可以的。

（2-140）式對于計(jì)算漏感 產(chǎn)生的反電動勢或其它電感產(chǎn)生的反電動勢同樣有效。漏感 中存儲的能量可根據(jù)（2-138）式求得；而流過漏感 的電流，對于反激式開關(guān)電源：可認(rèn)為與勵磁電流的大小基本相等，因?yàn)?，在反激式開關(guān)電源中，等效負(fù)載電阻等于無限大；對于正激式開關(guān)電源：可認(rèn)為與流過等效負(fù)載電阻的電流大小基本相等，因?yàn)椋谡な介_關(guān)電源中，勵磁電流相對于流過等效負(fù)載電阻的電流，很小。

在電源開關(guān)管Q1關(guān)斷期間，對于反激式開關(guān)電源，開關(guān)變壓器正好通過次級線圈向負(fù)載輸出能量（給儲能濾波電容充電），即等效負(fù)載電阻R的值很小，產(chǎn)生反電動勢的值也很??；而對于正激式開關(guān)電源，此時開關(guān)變壓器正好沒有向負(fù)載輸出能量，即等效負(fù)載電阻R的值非常大，產(chǎn)生反電動勢的值也很大。

因此，在t > t6時刻，開關(guān)變壓器初級線圈產(chǎn)生的反電動勢大小，對于正、反激式開關(guān)電源來說是不一樣的，即：正激式開關(guān)電源的負(fù)載特性與反激式開關(guān)電源的負(fù)載特性正好相反。

從原理上來說，用圖2-44的等效電路來等效開關(guān)變壓器的工作原理有些過于簡單，因?yàn)?，在圖2-44中，當(dāng)電源開關(guān)管Q1突然關(guān)斷瞬間，漏感 沒有放電回路，即負(fù)載電阻為無限大，根據(jù)（2-140）式，漏感 兩端產(chǎn)生的反電動勢將非常大；但實(shí)際上，在漏感 產(chǎn)生反電動勢的時候，它是可以通過漏感兩端的分布電容產(chǎn)生并聯(lián)振蕩的，因此，我們可以把圖2-44電路進(jìn)一步改進(jìn)成如圖2-46所示電路。

在圖2-46中，Cs1、Cs2都是分布電容，它們對于漏感 來說，既可以產(chǎn)生串聯(lián)振蕩，又可以產(chǎn)生并聯(lián)振蕩。在電源開關(guān)管Q1導(dǎo)通瞬間，漏感與分布電容主要是產(chǎn)生串聯(lián)振蕩，因?yàn)檩斎?/FONT>電壓開始向串聯(lián)振蕩回路提供能量；在電源開關(guān)管Q1關(guān)斷瞬間，漏感與分布電容主要是產(chǎn)生并聯(lián)振蕩，因?yàn)槁└?必須要通過并聯(lián)回路釋放能量。在實(shí)際應(yīng)用中，漏感相對于勵磁電感 來說很小，因此如果不考慮漏感的作用，完全可以把Cs1、Cs2看成是一個分布電容。

由于在變壓器線圈中，分布電容和分布電感是由非常多的電容和漏感互相串、并聯(lián)在一起組成，如要嚴(yán)格地用集中參數(shù)完全把它們等效是很難的。至于等效電路是采用串聯(lián)還是并聯(lián)，這主要看它在電路中所起的關(guān)鍵作用。例如，在電源開關(guān)管接通時，串聯(lián)電容的作用是主要的；而在電源開關(guān)管關(guān)斷時，并聯(lián)電容的作用反而是主要的。

從圖2-45-c以及（2-140）式可以看出，漏感 產(chǎn)生反電動勢的幅度一般都等于或大于輸入電源電壓的幅度，即加到電源開關(guān)管D極的電壓最高可達(dá)輸入電壓的兩倍，或者更高。這是因?yàn)殡娫撮_關(guān)管的關(guān)斷時間一般都很短，而漏感釋放能量時等效負(fù)載電阻很大的緣故。因此，如果不對電源開關(guān)管采取保護(hù)措施，反電動勢很容易就把電源開關(guān)管打穿。

根據(jù)（2-140）式，降低漏感反電動勢幅度的最有效方法是減小負(fù)載電阻 的阻值。圖2-47所示電路，就是一種采用減小負(fù)載電阻的方法來降低漏感產(chǎn)生反電動勢幅度的電路。

圖2-47中的D1、R1、C1是抑制漏感以及勵磁電感產(chǎn)生反電動勢和振鈴電壓幅度的有效電路。當(dāng)變壓器初級漏感以及勵磁電感產(chǎn)生反電動勢時，反電動勢通過二極管D1對電容器C1進(jìn)行充電，相當(dāng)于電容器把反電動勢的能量吸收掉，從而降低了反電動勢和振鈴電壓的幅度。

電容器C1在吸收反電動勢的能量的過程中，其兩端電壓也會提高，但它可以通過R1進(jìn)行放電，使電容器兩端的電壓基本保持在一個合理的范圍。即：電容器C1在吸收反電動勢的能量是有條件的，只有反電動勢的的幅度超過某個值之后，它才開始吸收。正確選擇RC放電的時間常數(shù)，使電容器在下次充電時的剩余電壓剛好略高于方波電壓的幅度，而電容充滿電的幅度又低于開關(guān)管的耐壓幅度，此時電源的工作效率最高。