一、單端反激式開關(guān)電源的核心機制及應(yīng)用分析

單端反激式轉(zhuǎn)換器，常被稱作返返馳式或FlyBack轉(zhuǎn)換器，因其輸出端在原邊繞組斷開電源時獲得能量而得名。這類開關(guān)電源在中小功率電源領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，例如筆記本電腦的適配器、手機充電器等。其結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，可靠性高，能提供多路直流輸出，即使輸入電壓波動較大，也能穩(wěn)定輸出。

單端反激式開關(guān)電源的特點是：電路簡約、體積緊湊且造價低廉。單端反激電路包括輸入濾波電路、脈寬調(diào)制電路、功率傳遞電路、輸出整流濾波電路、誤差檢測電路及信號傳遞電路等組成。輸出最大功率為10W，輸入交流電壓為85～265V，輸出直流電壓/電流分別為+5V、500mA; +12V、150mA; +24V、100mA，紋波電壓不超過120mV。

單端反激式開關(guān)電源的控制原理主要基于磁芯的單端工作。當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時，高頻變壓器的一次繞組儲存能量，而當(dāng)開關(guān)管截止時，二次繞組則釋放儲存的能量。這個過程使得電能得以從一次繞組通過二次繞組和整流二極管傳遞到負(fù)載。相較于單端正激式開關(guān)電源，單端反激式開關(guān)電源具有結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、體積較大的特點，因而實際應(yīng)用較少。

然而，單端反激式開關(guān)電源的輸出電壓紋波較大，且不適合處理大功率的電能，這限制了其在高功率應(yīng)用中的使用。考慮到10W的功率以及小體積的要求，電路選擇單端反激設(shè)計，這也是控制系統(tǒng)等場合常用的輔助電源解決方案。

二、單端反激式開關(guān)電源的設(shè)計和性能特征

電源主電路為反激式，采用C1、L1、C2接在交流電源進(jìn)線端，用于濾除電網(wǎng)干擾，C5接在高壓和地之間，用于濾除高頻變壓器初、次級后和電容產(chǎn)生的共模干擾。C1跟C5都稱作安全電容，C1專門濾除電網(wǎng)線之間的串模干擾，被稱為"X電容"。并在交流端并聯(lián)一個標(biāo)稱電壓u1mA為275V的壓敏電阻VSR，以承受可能從電網(wǎng)線竄入的電擊。

在反饋環(huán)節(jié)，主要由PC817和TL431及若干電容、電阻構(gòu)成。反饋繞組上產(chǎn)生的電壓經(jīng)D4、C9整流濾波，獲得非隔離式+12V輸出，為PC817接收管的集電極供電。由于反饋繞組輸出電流較小，次級采用D4硅高速開關(guān)管1N4148。光耦PC817能將+5V輸出與電網(wǎng)隔離，其發(fā)射極電流送至TOP222G的控制端，用來調(diào)節(jié)占空比。

變壓器的設(shè)計關(guān)鍵在于選擇合適的磁芯及骨架。由于采用漆包線繞制，且EE型磁芯價格低廉，磁損耗低，適應(yīng)性強，故選擇EE22。磁芯長度A=22mm，有效橫截面積SJ=0.41cm2，有效磁路長度l=3.96cm，磁芯等效電感AL=2.4μH/匝2，骨架寬度b=8.43mm。

在輸出環(huán)節(jié)設(shè)計方面，以+5V輸出環(huán)節(jié)為例，次級線圈上的高頻電壓經(jīng)過UF5401型100V/3A的超快恢復(fù)二極管D7，由于+5V輸出功率相對較大，于是增加了后級LC濾波器，以減少輸出紋波電壓。濾波電感L2選用被稱作"磁珠"的3.3μH穿心電感，可濾除D7在反向恢復(fù)過程中產(chǎn)生的開關(guān)噪聲。

三、單端反激式開關(guān)電源的優(yōu)劣勢分析

單端反激式開關(guān)電源的優(yōu)勢在于電路簡單、成本低、可靠性高，且具備多路輸出能力。然而，其缺點包括輸出電壓紋波較大，負(fù)載調(diào)整精度不高，工作在CCM模式下容易導(dǎo)致變壓器磁芯飽和，以及在CCM/DCM兩種模式下的設(shè)計和環(huán)路補償?shù)睦щy。