電源可分為兩種類型：根據輸出電壓類型，可分為直流電源或交流電源。這些類型根據系統的終需求和項目規范所需的復雜性而變化。有時，普通轉換器不夠安全，尤其是在工業和醫療應用中，毫無疑問必須遵守安全元件。因此，直流電源必須遵守非常嚴格的操作標準，并且必須滿足的操作參數。

直流電源

工業和醫療環境中使用的電源需要滿足多項要求。單級轉換器不滿足其中的大多數。事實上，它們沒有在設備的輸入和輸出之間提供足夠的電流隔離，這個問題可能會給操作員和設備本身帶來重大安全風險。正因為如此，設計人員更喜歡使用多級轉換技術（DC/AC 和 AC/DC），這些技術當然更復雜，但提供了的安全系數。

電氣隔離是所需的另一個重要元素，通過級間變壓器的存在來確保。不同類型的轉換允許將直流電源分為不同的類別。因此，設計人員在設計直流電源時，必須滿足高功率密度、極高效率以及各種波形的低諧波失真；電源的體積和重量必須盡可能?。辉春拓撦d之間的電流隔離必須是的；并且必須有流向和功率因數控制的可能性。

因此，為了在與輸入隔離的同時消除輸出信號中的諧波問題，使用了兩級電源。其中重要的一種是反激式轉換器，其原理圖如圖 1所示。它與負載電隔離。反激式轉換器的操作分兩個階段進行：

在階段，電子開關 Q1 閉合，能量存儲在 Np 電感器中。

在第二階段，電子開關 Q1 打開，能量通過 Ns 傳遞給負載，從而避免了輸入和輸出之間的直接連接。

如果 Ns 在次級導通期間完全放電，則電源工作在斷續導通模式；否則，它以連續導通模式運行。

圖 1：反激式轉換器原理圖

即使在電子仿真中，也始終建議考慮采用非理想電子元件。雖然理想元件可加快仿真過程并簡化數學計算，但使用真實元件可提供更高的準確性，并且更接近實際電路的行為。事實上，真正的電子元件具有一些固有的缺陷，包括內阻、寄生電容、飽和和溫度效應、噪聲和其他非線性。

在仿真中預測這些影響有助于防止設計問題并更準確地評估電路可靠性和性能。然而，永遠記住電子仿真是一種設計和分析工具，但不能完全取代實驗測試，這一點很重要。因此，采用真實的電子元件有助于確保模擬盡可能接近現實，使設計開發更容易、更快速，并有可能解決任何問題。在這個例子中，一些電子元件的特征是有額外的非理想元素。它們如下：

電池的內阻為 0.3 Ω。

開關信號不是完美的矩形，而是包含持續約 2 毫秒的上升和下降斜坡。

電子開關的大小設計為具有 0.2 Ω 的導通電阻和 1 MΩ 的關斷電阻。

初級和次級兩個電感具有 0.1 Ω 的串聯電阻和幾皮法的并聯電容。

兩個電感的電感耦合并不理想，但已固定在90%。

所有這些非理想特性使得獲得相當可靠的模擬成為可能。在電路工作的階段，Np 線性充電，而在第二階段，Np 傾向于保持電流恒定，其電壓反轉?，F在，次級電感器上的電壓允許電流流動。電容起著至關重要的作用，如果它的值足夠高，輸出電壓是相當恒定的。電感器繞組必須遵循的規則，它們的方向也必須符合特定標準，否則系統將無法工作。電感器是一種極化元件，但在這些情況下，其正確方向對電路的成功至關重要。值得注意的是電路的動態信號，如圖2所示。它們如下：

從頂部開始，張圖描述了電子開關的驅動信號 （Vpulse）。在建議的示例中，它的頻率為 25 kHz，理論上是矩形信號。

第二張圖顯示了次級電感輸出端的信號 （Vs）。當然，由于電感器的存在，它包含大量非常高的頻率。這些是不需要的信號，應使用多種技術盡可能消除或減少。

第三張圖顯示了初級電感 （Il1） 上的電流趨勢。

第四張圖顯示了次級電感 （Il2） 上的電流趨勢。

，第五張圖顯示了轉換器的輸出電壓。它非常穩定和連續，但仍然包含一些開關信號的殘余。下面的頻譜圖證實了這一事實，它顯示了輸出信號的 FFT 分析。除了開關頻率 （25 kHz） 的基波分量之外，還可以看到其他更高頻率的峰值，可達兆赫頻率。

所示示例使用正常的開關電子開關驅動信號，具有 50% 或可變占空比，但一些更復雜的設備使用更復雜的信號，以或多或少不同的步驟組織，具有不同的占空比和電壓率。

圖 2：出現在反激式轉換器關鍵點的動態信號，以及輸出信號的頻譜圖

用的測量儀器檢測次級電感上的電流信號，可以看到由于電路的電感元件與其他元件之間形成諧振而產生的高頻振蕩信號（見圖3 ）寄生電感和電容元件（PCB、電線、金屬部件的幾何排列等）。

在此示例中，信號的幅度很小，但出于電路中存在的所有意圖和目的，其頻率約為 4 MHz。這是一個相當正弦的信號，可以在系統運行期間不斷重復，這可能會導致形成額外的干擾頻率。可以通過采用合適的低通濾波器來衰減這些頻率。在開關設備中，存在由寄生和不需要的現象引起的高頻正弦（和非正弦）信號是很正常的。這些現象會導致電信號失真、電磁干擾和噪聲，從而對開關設備的運行及其可靠性產生不利影響。為了限度地減少此類影響，電路設計人員使用優化 PCB 布局等設計技術，

圖 3：由于電路中的寄生元件，次級電感器上的電流可能包含高頻振蕩信號。

初級電感上的電流線性增加，可以通過以下關系計算：

其中i p是初級電感上的電流，V s是次級電感上的電壓，L p是初級電感的電感。

這種類型的電源在結構上非常簡單且便宜，并且通常在不太堅固的負載不需要非常高的功率時使用。然而，輸出電壓可能很高。應該記住，這種配置中使用的開關設備通常在極端條件下工作，尤其是在施加電壓方面。此外，設計人員必須非常小心地抑制來自電源脈沖的干擾，這可能會在反向極化期間損壞 BJT。這種類型的電路設計可以很好地調節功率和電壓，這些值可以通過改變系統的某些操作參數來獲得。

結論

反激式轉換器是一種開關電源，與傳統電源相比具有許多優勢。由于它能夠產生高輸出電壓，因此可以高效可靠地提供電力。此外，由于其閉環架構，它可以提供穩壓和隔離的輸出電壓，保護用戶和電路免受電壓浪涌的影響。

盡管反激式轉換器對許多應用來說是一個有吸引力的選擇，但它也帶來了一些需要解決的挑戰，例如電磁噪聲和過載波對電路性能的影響。但是，通過正確的設計和預防措施，可以限度地減少或解決這些問題。

反激式轉換器為許多電子應用提供靈活、高效和高度可定制的解決方案，使其成為希望限度地提高設備性能和可靠性并實現低系統成本的電路設計人員的理想選擇。