开关电源原理与设计（连载27）双激式变压器开关电源(part2)

实际上，推挽式变压器开关电源的反激式输出电压也是不能忽略的。推挽式变压器开关电源变压器次级线圈的输出电压应该同时包括两部分，正激输出电压和反激输出电压。不过，在推挽式变压器开关电源中，输出功率主要还是以正激式输出功率为主，因为，变压器的励磁电流很小，一般只有正常工作电流的几分之一，到十分之一。

因此，图1-27中，当控制开关K1关断，K2接通瞬间，开关变压器次级线圈输出电压应该等于正激电压（由（1-128）和（1-129）式给出）与反激电压（由（1-67）或（1-68）式给出）之和。关于纯电阻负载反激式输出电压的计算，请参考前面《1-5-1．单激式变压器开关电源的工作原理》章节中的相关内容分析，这里不再赘述。
根据（1-67）式

上式中，[uo] 表示开关变压器次级线圈N3绕组输出的反激式电压，[i3] 表示开关变压器次级线圈N3绕组输出反激式电压对负载R产生的电流。括弧中的第一项表示变压器次级线圈回路中的电流，第二项表示变压器初级线圈回路中励磁电流被折算到变压器次级线圈回路的电流。

另外根据（1-129）式求得的结果，开关变压器次级线圈N3绕组产生的正激式输出电压为：
（uo）=－ne2 = －nUi —— K2接通期间 （1-131）
上面两式中，[uo]表示开关变压器次级线圈N3绕组输出的反激式电压，（uo）表示开关变压器次级线圈N3绕组产生的正激式输出电压。
因此，开关变压器次级线圈输出电压uo等于正激电压（uo）与反激电压[uo]之和，即：

上式是推挽式变压器开关电源在负载为纯电阻时，输出电压uo的表达式。由（1-132）式可以看出，当t = 0时，即：控制开关K1关断瞬间，输出电压为最大值：

从（1-133）式可以看出，在控制开关K1关断瞬间，当变压器次级线圈回路负载开路，或负载很轻的时候，变压器次级线圈回路会产生非常高的反电动势。

但在实际应用中，并不完全是这样。因为，当控制开关K1关断瞬间，控制开关K2也会同时接通，此时开关变压器初级线圈N2绕组也同时被接入电路中，N2线圈绕组对于开关变压器初级线圈N1绕组来说，它也相当于一个变压器次级线圈，它也会产生感应电动势，感应电动势的方向与输入电压Ui的方向正好相反；因此，在控制开关K2接通瞬间，开关变压器初级线圈N1绕组存储的磁能量有一部分要被N2绕组吸收，并产生感应电流对输入电压Ui充电。

（1-132）式和（1-133）式并没有完全考虑，开关变压器初级线圈N1绕组和N2绕组被互相看成是一个变压器次级绕组时，所产生的影响。显然变压器次级线圈回路产生反电动势的高低还与控制开关K1和K2交替接入的时间差有关，与K1和K2的接入电阻的大小还有关。一般电子开关，如晶体管或场效应管，刚开始导通的时候也不能简单地看成是一个开关，它从截止到导通，或从导通到截止，都需要一个过渡过程，因此，它也会存在一定的开关损耗。

当N1和N2被互相看成是一个变压器次级绕组时，由于N1线圈绕组存储的磁能会同时在N1、N2、N3等线圈绕组两端产生反电动势或感应电动势，同理，N2线圈绕组存储的磁能会同时在N1、N2、N3等线圈绕组两端产生反电动势或感应电动势。

而N1或N2线圈绕组产生的反电动势或感应电动势的电流方向正好与输入电流的方向相反，因此，开关变压器初级线圈N1绕组或N2绕组互相感应产生的反电动势或感应电动势，会对输入电压Ui进行反充电；即：开关变压器初级线圈N1绕组或N2绕组互相感应产生的反电动势或感应电动势会被Ui进行限幅，这相当于变压器次级线圈N3绕组输出电压uo也要通过变压比被Ui进行限幅。

因此，变压器次级线圈N3绕组输出电压uo中的反激式输出电压[uo]，并不会像（1-132）和（1-133）算式所表达的结果那么高。

另外，根据（1-75）式：
Upa×Ton = Upa-×Toff —— 一个周期内 （1-75）
还可以知到，当控制开关K1和K2的占空比均等于0.5时，变压器正激输出电压的半波平均值Upa与反激输出的半波平均值Upa-基本相等。因此，只有在控制开关K2接通与控制开关K1断开两者之间存在时间差时，变压器次级线圈回路才会产生非常高的反电动势；但当控制开关K1和K2的占空比均小于0.5时，虽然反电动势的幅度比较高，但由（1-75）式可知，反电动势（反激输出电压）的半波平均值还是小于正激电压的半波平均值。

所以，（1-132）和（1-133）式所表示的结果，可看成是推挽式变压器开关电源在输出电压中含有毛刺（输出噪音）的表达式。

根据上面分析，在一般情况下，推挽式变压器开关电源的输出电压uo，主要还是由（1-128）、（1-129）、（1-131）等式来决定。即：推挽式变压器开关电源的输出