CN107294388A - 一种反激式开关电源 - Google Patents

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Abstract

一种反激式开关电源，在LCL反激变换器基础上，保持变压器B中的NP1同名端接电源，第二原边绕组NP2同名端接地，NP1和NP2为双线并绕，电容C1的一端与NP1异名端相连，另一端与NP2异名端相连，NP2同名端通过场效应管Q2与C3串联的钳位网络400接电源，这样实现了：当Q1饱和导通时，NP1和NP2都激磁，当Q1关断时，副边NS输出能量，且漏感的能量由NP2经钳位网络400实现有源钳位，更改控制策略后实现ZVS、无损吸收，允许占空比可以大于0.5，变换效率高。

Description

一种反激式开关电源
技术领域
本发明涉及开关电源领域，特别涉及反激式开关电源。
背景技术
目前，开关电源应用很广，对于输入功率在75W以下，对功率因数(PF，PowerFactor，也称功率因素)不作要求的场合，反激式(Fly-back)开关电源具有迷人的优势：电路拓扑简单，输入电压范围宽。由于元件少，电路的可靠性相对就高，所以应用很广。为了方便，很多文献也称为反激开关电源、反激电源、反激变换器，日本和中国台湾地区又称返驰式变换器、返驰式开关电源、返驰电源。用于AC/DC变换器的常见拓扑如图1所示，该图原型来自张兴柱博士所著的书号为ISBN978-7-5083-9015-4的《开关电源功率变换器拓扑与设计》第60页。由整流桥101、滤波电路200、以及基本反激拓扑单元电路300组成，300也简称为主功率级，实用的电路在整流桥前还加有压敏电阻、NTC热敏电阻、EMI(ElectromagneticInterference)等保护电路，以确保反激电源的电磁兼容性达到使用要求。一般情况下，反激式开关电源要求原副边绕组之间的漏感越小越好，这样变换效率高，而且原边主功率开关管V承受的耐压也降低，对于使用RCD网络作为去磁、吸收的反激变换器，RCD网络的损耗也降低。注：RCD吸收是指电阻、电容、二极管组成的吸收电路，我国的文献同国际上一样，一般用字母R给电阻编号并代表电阻，用字母C给电容编号并代表电容，用字母D给二极管编号并代表二极管，电阻和电容并联，再与二极管串联后形成RCD网络。
整流桥101一般由四个二极管组成，当不存在整流桥101时，200、300可以构成DC/DC 开关电源或变换器，因为是直流供电，不存在功率因数的要求，功率可以做到75W以上。事实上，低压DC/DC开关电源中采用反激拓扑的并非主流，这是因为在低压时，反激电源的输入电流不连续，纹波较大，对前级的供电设备的要求较高；输出电流也不连续，纹波很大，对后面的滤波电容的容量要求高；特别是当输入电压较低时，由于激磁电流变大，原边绕组得采用多股线并绕；通常采用两个并联的原边绕组应用于低压DC/DC，低压DC/DC 开关电源一般指输入电压在48V以下，部分用途的低压DC/DC开关电源可工作到直流160V，如铁路电源。
原边绕组的电感量也较低，经常出现计算出来的匝数不能平铺绕满骨架的线槽的左边到右边，特别是工作电压较高时可以采用三明治串联绕法的方案，在低工作电压下而被迫采用三明治并联绕法的方案，由于两个原边绕组不在同一层，这两个原边绕组之间就有漏感，这个漏感会产生损耗，从而让开关电源的效率变低，两个并联的原边绕组之间的漏感引发的损耗问题：这在激磁和去磁时都会存在；若使用第三绕组去磁的话，不好选择第三绕组是和两个并联的原边绕组中的谁并绕，只能采用两个第三绕组，分别与两个并联的原边绕组并绕，然后再并联成“第三绕组”，工艺复杂，由两个绕组并联的第三绕组也存在会感应出不相等的电压，从而引起损耗和较大的电磁干扰。
其实，对于常见的第三绕组去磁，优点为无损去磁，效率较高，但是第三绕组的线径选择也是一个问题：选得比较细，与原边绕组的并绕比较麻烦，容易把细线拉断；若选得和原边绕组相同线径，成本高。第三绕组去磁反激变换器，又作“三绕组吸收反激变换器”。
在中国申请号分别为：201710142832.0、201710142797.2的二份名称均为《一种反激式开关电源》中，分别示出了图2、图3的技术方案，解决了上述问题，即：原边绕组可以不采用两个分开的并联，即可以允许原、副边绕组之间的漏感较大，不使用第三绕组去磁，同时变换效率不降低，激磁和去磁时的损耗降低。但这两个方案中，图2这种去磁方式，对漏感要求很严格，否则，激磁的能量可能都由D1直接返回直流电源UDC，而不出现在副边绕组NS中，造成副边D2中没有电流，从而使得输出电压低或无输出；且要求D2导通时产生的反射电压不能大于直流电源UDC，再如占空比无法大于0.5，导致功率密度不能进一步提高。对于图3，去磁电路本身是较为经典的拓扑，占空比可大于0.5，但漏感的能量并没有被回收利用。
为了方便，发明人对中国申请号分别为201710142832.0、201710142797.2的反激式开关电源所使用的拓扑进行了定义，并将包括使用该发明构思的正激拓扑，不包括去磁方式的基本拓扑都定义为：LCL变换器，源于其包含了两个原边激磁电感和一个与它们串联的电容。如LCL反激变换器，也指LCL反激开关电源。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决现有的低压LCL反激式开关电源存在的上述不足，提供一种反激式开关电源，对原、副边绕组之间的漏感要求宽松，同时实现去磁电路的能量回收，进一步地，实现主功率开关管的零电压开关，进一步地降低损耗，提高变换效率。
本发明的目的是这样实现的，一种反激式开关电源，包括一变压器，第一N沟道场效应管，第一电容、第二电容，第一二极管，一钳位网络，变压器包括第一原边绕组、第二原边绕组和副边绕组，钳位网络至少包括阳极和阴极，副边绕组异名端与第一二极管阳极连接，第一二极管阴极与第二电容一端连接，并形成输出正，副边绕组同名端与第二电容另一端连接，并形成输出负；输入直流电源的正端同时与第一原边绕组同名端、钳位网络的阴极相连，第一原边绕组异名端与第一N沟道场效应管的漏极相连；钳位网络的阳极与第二原边绕组异名端相连，第一N沟道场效应管的源极连接第二原边绕组同名端，连接点同时连接输入直流电源的负端；第一N沟道场效应管的栅极连接驱动控制信号；第一原边绕组和第二原边绕组为双线并绕，第一电容的一端与第一原边绕组异名端相连，第一电容的另一端与第二原边绕组异名端相连，其特征在于：钳位网络至少包括第三电容和第二N 沟道场效应管，第三电容和第二N沟道场效应管串联，串联方式为以下两种方式之一：
(1)第三电容的一端为钳位网络的阴极，第三电容的另一端连接第二N沟道场效应管的漏极，第二N沟道场效应管的源极为钳位网络的阳极，第二N沟道场效应管的栅极连接钳位控制信号；
(2)第三电容的一端为钳位网络的阳极，第三电容的另一端连接第二N沟道场效应管的源极，第二N沟道场效应管的漏极为钳位网络的阴极，第二N沟道场效应管的栅极连接钳位控制信号。
作为上述方案一的替换：可以将第一N沟道场效应管替换为P沟道场效应管，P沟道场效应管内部的体二极管与第一N沟道场效应管内部的体二极管极性一致。本发明还提供上述方案一的等同方案，方案二：本发明目的还可以这样实现的，一种反激式开关电源，包括一变压器，第一N沟道场效应管，第一电容、第二电容，第一二极管，一钳位网络，变压器包括第一原边绕组、第二原边绕组和副边绕组，钳位网络至少包括阳极和阴极，副边绕组异名端与第一二极管阳极连接，第一二极管阴极与第二电容一端连接，并形成输出正，副边绕组同名端与第二电容另一端连接，并形成输出负；输入直流电源的正端同时与第一N 沟道场效应管的漏极、第二原边绕组异名端相连，第一N沟道场效应管的源极与第一原边绕组同名端相连；第二原边绕组同名端与钳位网络的阴极相连，第一原边绕组异名端与钳位网络的阳极相连，连接点同时连接输入直流电源的负端；第一N沟道场效应管的栅极连接驱动控制信号；第一原边绕组和第二原边绕组为双线并绕，第一电容的一端与第一原边绕组同名端相连，第一电容的另一端与第二原边绕组同名端相连，其特征在于：钳位网络至少包括第三电容和第二N沟道场效应管，第三电容和第二N沟道场效应管串联，串联方式为以下两种方式之一：
(1)第三电容的一端为钳位网络的阴极，第三电容的另一端连接第二N沟道场效应管的漏极，第二N沟道场效应管的源极为钳位网络的阳极，第二N沟道场效应管的栅极连接钳位控制信号；
(2)第三电容的一端为钳位网络的阳极，第三电容的另一端连接第二N沟道场效应管的源极，第二N沟道场效应管的漏极为钳位网络的阴极，第二N沟道场效应管的栅极连接钳位控制信号。
作为上述方案二的替换：可以将第一N沟道场效应管替换为P沟道场效应管，P沟道场效应管内部的体二极管与第一N沟道场效应管内部的体二极管极性一致。
作为上述二种方案的改进，其特征在于：第一原边绕组和第二原边绕组的线径相同。
优选地，PCB布线时第一原边绕组和第二原边绕组的激磁电流的物理路径的方向相反。
工作原理将结合实施例，进行详细地阐述。本发明的有益效果为：允许原副边绕组之间的漏感较大，漏感的能量被钳位网络回收利用，本领域的技术人员通过选择合适的控制策略后能实现占空比可以大于0.5，功率密度较高，同时变换效率不降低，还可以实现开关管的零电压开关，进一步提升变换效率。
附图说明
图1为现有的反激式开关电源用于交流变直流的原理图；
图2为中国申请号201710142832.0的公开的技术方案原理图；
图3为中国申请号201710142797.2的公开的技术方案原理图；
图4-1本发明第一实施例原理图之一，钳位网络采用(1)方式；
图4-2本发明第一实施例原理图之二，钳位网络采用(2)方式；
图4-3为第一实施例中Q1饱和导通时，产生两路激磁电流41、42的示意图；
图4-4为第一实施例中Q1截止，产生续流电流43、去磁电流44的示意图；
图5-1本发明第二实施例原理图之一，钳位网络采用(1)方式；
图5-2本发明第二实施例原理图之二，钳位网络采用(2)方式。
具体实施方式
第一实施例
图4-1和图4-2示出了本发明第一实施例的反激式开关电源的原理图，包括一变压器B，第一N沟道场效应管Q1，第一电容C1、第二电容C2，第一二极管D2，钳位网络400，变压器B包括第一原边绕组NP1、第二原边绕组NP2和副边绕组NS，钳位网络400至少包括阳极和阴极，副边绕组NS异名端与第一二极管D2阳极连接，第一二极管D2阴极与第二电容C2一端连接，并形成输出正，为图中Vout的+端，副边绕组NS同名端与第二电容C2另一端连接，并形成输出负，为图中Vout的-端；输入直流电源UDC(下文也称作直流电源UDC、电源UDC，或UDC)的正端+同时与第一原边绕组NP1同名端、钳位网络400的阴极相连，第一原边绕组NP1异名端与N沟道场效应管Q1的漏极d相连；钳位网络400的阳极与第二原边绕组NP2异名端相连，N沟道场效应管Q1的源极s连接第二原边绕组NP2同名端，连接点同时连接输入直流电源UDC的负端-；N沟道场效应管Q1的栅极g连接驱动控制信号；其特征在于：第一原边绕组NP1和第二原边绕组NP2为双线并绕，还包括第一电容C1，第一电容C1的一端与第一原边绕组NP1异名端相连，第一电容C1的另一端与第二原边绕组NP2异名端相连，钳位网络400 至少包括第三电容C3和第二N沟道场效应管Q2，第三电容C3和第二N沟道场效应管Q2串联，串联方式为以下两种方式之一：
(1)第三电容C3的一端为钳位网络400的阴极，第三电容C3的另一端连接第二N沟道场效应管Q2的漏极d，第二N沟道场效应管Q2的源极s为钳位网络400的阳极，第二N 沟道场效应管Q2的栅极g连接钳位控制信号，如图4-1所示；
(2)第三电容C3的一端为钳位网络400的阳极，第三电容C3的另一端连接第二N沟道场效应管Q2的源极s，第二N沟道场效应管Q2的漏极d为钳位网络400的阴极，第二N 沟道场效应管Q2的栅极g连接钳位控制信号，如图4-2所示。
可以看到，钳位网络400的阳极、阴极，和其内部的第二N沟道场效应管Q2的体二极管是对应的，在图4-1中，Q2的体二极管的阳极就是400的阳极，Q2的体二极管的阴极通过C3后就是400的阴极，在图4-2中，Q2的体二极管的阴极就是400的阴极，Q2的体二极管的阳极通过C3后就是400的阳极，当Q2更换为P沟道场效应管时，要保证P沟道场效应管内部的体二极管与图4-1或图4-2中的体二极管方向一致，即可正常工作。
同名端：图中绕组中以黑点标记的一端；
异名端：图中绕组中没有黑点标记的一端；
驱动控制信号：包括PWM脉冲宽度调制信号、PFM脉冲频率调制等各种方波；
钳位控制信号：包括PWM脉冲宽度调制信号、PFM脉冲频率调制等各种方波，但与驱动控制信号不同时出现；
变压器B：第一原边绕组NP1和第二原边绕组NP2在图中，其磁心用虚线相连，表示其为绕在一只变压器上，共用同一只磁心，并非独立的变压器，只是为了图形清晰、连接关系简单，才使用了图中的画法。
在图4-1、图4-2中，N沟道场效应管Q1的源极连接第二原边绕组NP2同名端，连接点同时连接输入直流电源UDC的负端-，即场效应管Q1的源极连接输入直流电源UDC的负端-，这在实际应用中并不直接存在，这是因为在开关电源领域中，基本拓扑的工作原理分析都会略去不必要的因素。在实际应用中，场效应管的源极都会接入电流检测电阻或电流互感器来检测平均电流或峰值电流来实现各种控制策略，这种通过电流检测电阻或电流互感器与源极相连，等同与源极相连，这是本技术领域的公知技术，本申请遵循业界默认的规则。若使用电流互感器，电流互感器可以出现在激磁回路的任何一个地方，如场效应管的漏极，如第一原边绕组的同名端或异名端，而且电流互感器除了传统的原边为一匝的“导线”、副边为多匝线圈的磁心式互感器，还可以是霍尔传感器。
工作原理：参见图4-1、图4-2中，当钳位网络400用一只和体二极管方向相同的二极管替代时，就是图2的现有技术电路，但是本发明加了钳位网络400后，电路的工作原理与现有技术比，完全不同；
图4-1、图4-2电路在上电时，第二N沟道场效应管Q2(为了分析方便，按教科书的标准，以下简称为效应管Q2或Q2，其它器件同)不工作，Q1因没有收到驱动控制信号也不工作，相当于开路，那么电源UDC通过第一原边绕组NP1向C1充电，该电流同时通过第二原边绕组NP2回到电源UDC的负端，第一原边绕组NP1的充电电流为：从同名端流向异名端；第二原边绕组NP2的充电电流为：从异名端流向同名端；NP1和NP2为双线并绕，这两个电流大小相等，产生的磁通相反，完全抵消，即在上电时，电源UDC通过变压器B两个绕组向C1充电，这两个绕组因为互感作用而抵消，不起作用，C1相当于通过NP1和NP2的直流内阻与电源UDC并联，C1仍起到电源滤波、退耦的作用；随着时间的推移，C1的端电压等于UDC的电压，左正而右负。
当Q1正常收到控制信号时，以一个周期为例，Q1的栅极为高电平时，Q1饱和导通，其内阻等于通态内阻Rds(ON)，为了分析方便，把这种情况看作是直通，是一条导线，如图4-3所示，Q2处于截止状态，不参与工作，图中把400画为开路状态；这时产生两路激磁电流，图4-3中的41和42所示；
可见，41和42两路激磁电流是并联关系，由于NP1和NP2感量相同，激磁电压相同，都等于UDC，41和42完全相等，在激磁过程中，副边绕组NS按匝比同样产生感应电压，这个感应电压是：同名端感应出正电压，异名端感应出负电压，大小等于UDC乘以匝比n，即NS感应出下正上负的电压，这个电压与C2的端电压串联，加在D2的两端，D2反偏而不导通，这时副边相当于空载，无输出；
在激磁过程中，41和42电流呈线性向上增加；电流方向在电感中是从同名端流向异名端；
Q1的栅极由高电平变为低电平，Q1也由饱和导通变为截止，由于电感中的电流不能突变，尽管这时Q1已截止，但是41和42电流仍要从同名端流向异名端，由于原边的电流回路已被切断，磁心里的能量在副边从同名端流向异名端，参见图4-4，副边绕组NS出现从同名端流向异名端的电流，如图4-4中43所示，该电流的初始大小＝(41和42在Q1关断瞬间之和)/匝比n，该电流促使D2正向导通，并通过正向导通的D2，向电容C2充电，Vout建立电压或持续输出能量。这个过程也是去磁的过程。
反激式开关电源的输出端在原边绕组断开电源时获得能量故而得名，变压器B并不是变换电压的作用，而是隔着磁心续流的作用，是Buck-Boost变换器的隔离版本；所以变压器B通常又称为反激式变压器；
由于原边绕组与副边绕组，在一般情况下不可能是双线并绕，一定存在漏感。原边绕组激磁电感上储存的能量，在Q1关断后通过变压器B被传输到副边绕组NS、输出端，但是漏感上的能量没有传递，造成Q1管两端过压并损坏Q1管。本发明对漏感进行去磁的电路由Q2和C3组成的钳位网络400和第二原边绕组NP2组成，工作原理为：
第一原边绕组NP1和第二原边绕组NP2为双线并绕，这两个绕组之间的漏感为零，在Q1 关断瞬间及以后，漏感上的能量没有传递到副边，第二原边绕组NP2中漏感的电能量，其电流方向同激磁时的方向，从同名端流向异名端，即在图4-4中，由下向上流动，开通Q2的体二极管，电流从Q2的源极s流向漏极d，且这个电能量向C3充电，形成44所示的漏感去磁电流；
第一原边绕组NP1中漏感的电能量，通过无漏感地耦合到第二原边绕组NP2中，通过Q2 的体二极管实现去磁，同样形成44所示的漏感去磁电流；
在图4-4中，Q2不起作用的部分画成浅色，起作用的体二极管用深色表示。
显而易见，输出电压Vout除以匝比n，这就是在副边绕组NS在D2导通时在原边形成的“反射电压”，由于存在C3隔直，反射电压大于直流电源UDC的值，电路也是可以正常工作的。当D2续流时，C2相当于电压源，该电压源向副边绕组NS“激磁”，原边形成“反射电压”，这时，原边绕组相当于一个电压等于反射电压的电压源和漏感串联，等到D2中的电流下降为零，D2关断，原边绕组才恢复为激磁电感和漏感串联。
那么，在D2开通续流期间，就会出现多种工作模式，即C3吸收了漏感的能量后，电路的工作模式有很多种，工作原理有如下几种：
(1)若Q2不导通，体二极管对C3充电后，D2也截止后，这时Q2导通，那么C3上的电压和UDC串联，通过正激工作方式，向副边输出能量，由于匝比不理想，能量损失较大，实现原边漏感能量的部分回收利用；
(2)若Q2和体二极管同步导通或滞后导通，在D2导通期间，原边呈电压源和漏感串联，这时，漏感和C3出现谐振，利用这个谐振实现主功率管Q1的零电压开关(Zero VoltageSwitch缩写为ZVS)，又称软开关技术，实现原边漏感能量的回收利用，这种模式极为复杂，有几十种工作模式。
(3)若Q2不导通，体二极管对C3充电后，下一个周期接着充电，多个周期后的某一个周期，Q2和体二极管同步导通或滞后导通，在D2导通期间，原边呈电压源和漏感串联，这时，漏感和C3出现谐振，利用这个谐振实现主功率管Q1的ZVS模式，实现原边漏感能量的回收利用，也极为复杂，有几十种工作模式。
(4)若等D2关断后，C3和原边电感谐振，C3的端电压在特定的时间会接近或等于两倍的UDC电压时，且为上正下负时,由于C1的端电压一直为左正右负，且等于UDC，此刻，C1 的左端子电压为零伏，即Q1的端电压也为零伏，若Q1在这个时刻饱和导通，那么，就实现了Q1的零电压开通，而这种方式一定是电流断续模式，Q1再导通的时间极容易被检测而实现。
由于41和42的电流相同，第一原边绕组和第二原边绕组的线径相同，这样绕制方便，这里所述的线径相同，还包括它们本身都是相同规格利兹线，颜色可以不同，即多股线绞合，为了方便识别，包括利兹线的同规格线材其颜色可以不同。随着工作频率的提升，高频电流更趋于在漆包线的表面流动，这种情况下，利兹线可以解决这一问题。当然，使用两种不同颜色的漆包线先做成利兹线，直接绕制，再按颜色分出第一原边绕组和第二原边绕组，或这两个绕组的线径和股数都不相同，都同样实现发明目的。
为了保证电磁兼容性达到使用要求，布线时是有技巧的，观察图4-3和4-4中的电流 41和42，41为顺时针电流方向，42为逆时针方向，若在布电路板时，也保证这两个电流一个是顺时针，另一个是逆时针，即PCB布线时第一原边绕组和第二原边绕组的激磁电流的物理路径的方向相反，那么激磁时产生的磁通，在远一点的地方观察，是可以抵消的，这样，本发明的反激式开关电源的EMI性能将非常好。
可见，与现有的LCL变换器相比，本发明有很多不同，主要为：允许原副边绕组之间的漏感较大，漏感的能量被钳位网络回收利用，这样实现了高效率。同样也提高了原边绕组的电流密度，提高了变换器的功率密度，且适用于较低工作电压的场合。
第二实施例
本发明还提供上述第一实施例的等同方案，对应方案二，参见图5-1、图5-2，一种反激式开关电源，包括一变压器B，第一N沟道场效应管Q1，第一电容C1、第二电容C2，第一二极管D2，钳位网络400，变压器B包括第一原边绕组NP1、第二原边绕组NP2和副边绕组NS，钳位网络400至少包括阳极和阴极，副边绕组NS异名端与第一二极管D2阳极连接，第一二极管D2阴极与第二电容C2一端连接，并形成输出正，为图中Vout的+端，副边绕组 NS同名端与第二电容C2另一端连接，并形成输出负，为图中Vout的-端；输入直流电源UDC的正端+同时与N沟道场效应管Q1的漏极、第二原边绕组NP2异名端相连，N沟道场效应管 Q1的源极与第一原边绕组NP1同名端相连；第二原边绕组NP2同名端与钳位网络400的阴极相连，第一原边绕组NP1异名端与钳位网络400的阳极相连，连接点同时连接输入直流电源 UDC的负端；N沟道场效应管Q1的栅极连接控制信号；第一原边绕组NP1和第二原边绕组NP2为双线并绕，还包括第一电容C1，第一电容C1的一端与第一原边绕组NP1同名端相连，第一电容C1的另一端与第二原边绕组NP2同名端相连，钳位网络400至少包括第三电容C3和第二N沟道场效应管Q2，第三电容C3和第二N沟道场效应管Q2串联，串联方式为以下两种方式之一：
(1)第三电容C3的一端为钳位网络400的阴极，第三电容C3的另一端连接第二N沟道场效应管Q2的漏极d，第二N沟道场效应管Q2的源极s为钳位网络400的阳极，第二N 沟道场效应管Q2的栅极g连接钳位控制信号，如图5-1所示；
(2)第三电容C3的一端为钳位网络400的阳极，第三电容C3的另一端连接第二N沟道场效应管Q2的源极s，第二N沟道场效应管Q2的漏极d为钳位网络400的阴极，第二N 沟道场效应管Q2的栅极g连接钳位控制信号，如图5-2所示。
事实上，第二实施例是第一实施例的变形：在第一实施例的图4-1基础上，把两个激磁回路的串联器件都互换一下，即NP1和Q1互换位置，同时把钳位网络400和NP2互换位置，C1仍接在两个串联器件的连接点中间，就得到了第二实施例图5-1的电路，由于Q1的源极电压是变动的，所以，这个电路是浮地驱动，但却获得了钳位用的第二N沟道场效应管Q2 的直接驱动，在图5-1的基础上，把钳位网络400中的C3和Q2互换位置，即可得到图5-2 的电路。
其工作原理简述：
参见图5-1和图5-2，电路在上电时，Q2不工作，Q1也不工作，相当于开路，那么电源UDC通过NP2向C1充电，该电流同时通过NP1回到电源UDC的负端，同样在上电时，电源UDC通过变压器B两个绕组向C1充电，这两个绕组因为互感作用而抵消，不起作用，C1 相当于通过NP2和NP1的直流内阻与电源UDC并联，C1仍起到电源滤波、退耦的作用；
随着时间的推移，C1的端电压等于UDC的电压，右正而左负；
当Q1饱和导通，其内阻等于通态内阻Rds(ON)，同前文看作是一条导线，这时产生两路激磁电流；
第一路为：电源UDC正端通过Q1的漏极进，Q1的源极出，再通过第一原边绕组NP1的同名端进，NP1的异名端出，回到电源UDC负端；
第二路为：电容C1右正端通过第二原边绕组NP2的同名端进，NP2的异名端出，Q1的漏极进，Q1的源极出，回到电容C1左负端；
可见，第一路和第二路激磁电流是并联关系，由于NP1和NP2感量相同，激磁电压相同，都等于UDC，这两路完全相等，在激磁过程中，副边绕组NS按匝比同样产生感应电压，同名端感应出正电压，异名端感应出负电压，大小等于UDC乘以匝比n，即NS感应出下正上负的电压，这个电压与C2的端电压串联，加在D2的两端，D2反偏而不导通，这时副边相当于空载，无输出；
在激磁过程中，第一路和第二路激磁电流呈线性向上增加；电流方向在电感中是从同名端流向异名端；
Q1截止时，电感中的电流不能突变，磁心里的能量在副边从同名端流向异名端，副边绕组NS出现从同名端流向异名端的电流，该电流通过正向导通的D2，向电容C2充电，Vout建立电压或持续输出能量。这个过程也是去磁的过程。
第二实施例中，对漏感进行去磁的电路由钳位网络400和第二原边绕组NP2组成，工作原理为：
在Q1关断瞬间及以后，漏感上的能量没有传递到副边，第二原边绕组NP2中漏感的电能量，其电流方向同激磁时的方向，从同名端流向异名端，由下向上流动，开通钳位网络400中Q2体二极管向C3充电，且这个电能量被C3吸收，形成漏感去磁电流回路；
同样，第一原边绕组NP1中漏感的电能量，通过无漏感地耦合到第二原边绕组NP2中，通过钳位网络400实现去磁，同样形成漏感去磁电流回路；
同样也存在多种工作模式，即C3吸收了漏感的能量后，电路的工作模式有很多种，在此不赘述。
第二实施例为第一实施例的变形，工作原理等效，同样实现发明目的。同样地，可以将Q2更换为P沟道场效应管，要保证P沟道场效应管内部的体二极管与图5-1或图5-2中的体二极管方向一致，即可正常工作。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，如加入控制环路实现输出的稳压，这是通过现有技术显而易见得到的；如采用其它符号的开关管Q1等，副边输出加入多路输出，滤波使用π型滤波；如为了提高效率，在场效应管的漏极、源极之间并联一只和体二极管方向相同的低压降、快恢复的二极管，这种改进为公知技术，应视为和体二极管等效；这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，这里不再用实施例赘述，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (6)

1.一种反激式开关电源，包括一变压器，第一N沟道场效应管，第一电容、第二电容，第一二极管，一钳位网络，变压器包括第一原边绕组、第二原边绕组和副边绕组，钳位网络至少包括阳极和阴极，副边绕组异名端与第一二极管阳极连接，第一二极管阴极与第二电容一端连接，并形成输出正，副边绕组同名端与第二电容另一端连接，并形成输出负；输入直流电源的正端同时与第一原边绕组同名端、钳位网络的阴极相连，第一原边绕组异名端与第一N沟道场效应管的漏极相连；钳位网络的阳极与第二原边绕组异名端相连，第一N沟道场效应管的源极连接第二原边绕组同名端，连接点同时连接输入直流电源的负端；第一N沟道场效应管的栅极连接驱动控制信号；第一原边绕组和第二原边绕组为双线并绕，第一电容的一端与第一原边绕组异名端相连，第一电容的另一端与第二原边绕组异名端相连，其特征在于：钳位网络至少包括第三电容和第二N沟道场效应管，第三电容和第二N沟道场效应管串联，串联方式为以下两种方式之一：
(1)第三电容的一端为钳位网络的阴极，第三电容的另一端连接第二N沟道场效应管的漏极，第二N沟道场效应管的源极为钳位网络的阳极，第二N沟道场效应管的栅极连接钳位控制信号；
(2)第三电容的一端为钳位网络的阳极，第三电容的另一端连接第二N沟道场效应管的源极，第二N沟道场效应管的漏极为钳位网络的阴极，第二N沟道场效应管的栅极连接钳位控制信号。
2.根据权利要求1所述的反激式开关电源，其特征在于：将第一N沟道场效应管替换为P沟道场效应管，P沟道场效应管内部的体二极管与第一N沟道场效应管内部的体二极管极性一致。
3.一种反激式开关电源，包括一变压器，第一N沟道场效应管，第一电容、第二电容，第一二极管，一钳位网络，变压器包括第一原边绕组、第二原边绕组和副边绕组，钳位网络至少包括阳极和阴极，副边绕组异名端与第一二极管阳极连接，第一二极管阴极与第二电容一端连接，并形成输出正，副边绕组同名端与第二电容另一端连接，并形成输出负；输入直流电源的正端同时与第一N沟道场效应管的漏极、第二原边绕组异名端相连，第一N沟道场效应管的源极与第一原边绕组同名端相连；第二原边绕组同名端与钳位网络的阴极相连，第一原边绕组异名端与钳位网络的阳极相连，连接点同时连接输入直流电源的负端；第一N沟道场效应管的栅极连接驱动控制信号；第一原边绕组和第二原边绕组为双线并绕，第一电容的一端与第一原边绕组同名端相连，第一电容的另一端与第二原边绕组同名端相连，其特征在于：钳位网络至少包括第三电容和第二N沟道场效应管，第三电容和第二N沟道场效应管串联，串联方式为以下两种方式之一：
(1)第三电容的一端为钳位网络的阴极，第三电容的另一端连接第二N沟道场效应管的漏极，第二N沟道场效应管的源极为钳位网络的阳极，第二N沟道场效应管的栅极连接钳位控制信号；
(2)第三电容的一端为钳位网络的阳极，第三电容的另一端连接第二N沟道场效应管的源极，第二N沟道场效应管的漏极为钳位网络的阴极，第二N沟道场效应管的栅极连接钳位控制信号。
4.根据权利要求3所述的反激式开关电源，其特征在于：将第一N沟道场效应管替换为P沟道场效应管，P沟道场效应管内部的体二极管与第一N沟道场效应管内部的体二极管极性一致。
5.根据权利要求1-4任一所述的反激式开关电源，其特征在于：第一原边绕组和第二原边绕组的线径相同。
6.根据权利要求1-4任一所述的反激式开关电源，其特征在于：PCB布线时第一原边绕组和第二原边绕组的激磁电流的物理路径的方向相反。
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