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2.4 有隔离变压器的单端开关变换器
图2.2(g)~(k)所示为五种有变压器的开关变换器基本电路,图2.2(a)~(f)所示为无变压器的基本电路,其中Buck变换器(见图2.2(a))和Boost变换器(见图2.2(b))没有对应的有实用意义的有隔离(isolated)开关变换器。由图2.2可见,除Cuk变换器外,其他三种有隔离的开关变换器基本电路,即Flyback(反激)(见图2.2(h))、有隔离的SFPIC(见图2.2(j))和Zeta变换器(图2.2(k)),都是用一个变压器代替原电路(无变压器的开关变换器基本电路)(分别见图2.2(c)、(e)、(f))中的储能电感而形成。Cuk变换器(见图2.2(d))是将储能电容分成两个,在其间加入一个变压器而形成有隔离的Cuk变换器(见图2.2(i))。
图2.2 开关变换器基本电路
比较特别的是Forward(正激)变换器(见图2.2(g)),它没有与之对应的无变压器基本电路。在Buck变换器(见图2.2(a))的主开关和开关二极管之间,增加一个电感和二极管,就构造出一个虚拟的无变压器电路,如图2.3(a)所示。为使电感能量有释放通道,在电感上加耦合线圈和一个二极管。图2.3(a)所示电路只是为了使理论分析系统化,并没有实际意义,因为理想情况下,输出电压等于输入电压。用一个变压器代替图2.3(a)中的储能电感,就得到Forward变换器,如图2.3(b)所示。
图2.3 Forward变换器
正激变换器的工作原理与Buck变换器类似,但略有不同。
人们熟知的Flyback(反激)变换器是加变压器的Buck-Boost电路(见图2.2(h))。和反激变换器不同的是,正激变换器的变压器铁心上还另设有去磁(磁复位)绕组。