正激变换器是一种常见的电力电子转换器，它在Buck转换器的基础上增加了变压器，从而具有独特的优点和工作特性。在正激变换器中，能量通过变压器的磁芯传递，而不是直接在电路上传导，这使得它能有效地隔离输入和输出电压，降低纹波，并且在某些情况下可以改变电压比例。
**基本电路：**
正激变换器的基本电路包含一个开关管Q、一个储能电感L、一个变压器（包括原边绕组W1、副边绕组W2以及复位绕组W3）以及输出滤波电感Lf。开关管Q的控制决定了能量在变压器中的流动方向。
**基本工作原理：**
1. **[0, Ton]** 开关Q打开时，电流流经电感L进入原边绕组W1，存储在磁芯中。由于变压器的作用，副边绕组W2和复位绕组W3也感应出相应的电压。
2. **[Ton, Tr]** 开关Q关闭时，磁通开始在复位绕组W3中复位，导致副边绕组W2的电压反向，同时磁通在变压器磁芯中减小。
3. **[Tr, Ts]** 当Q关闭并保持关闭状态时，所有绕组中的电流逐渐减至零，磁通完全复位，准备下一次周期。
**元器件选择：**
- **开关管Q**：选择低饱和电感、高耐压和快速开关特性的开关元件，如MOSFET或IGBT。
- **变压器**：需考虑磁芯材料、磁通密度、漏感和气隙等因素。磁芯通常采用单边磁化，以简化设计和降低损耗。
- **电感L和Lf**：电感值需根据设计要求进行计算，以满足纹波、效率和功率等级的需求。
- **复位绕组W3**：用于复位磁通，确保开关管Q在下一个周期开始时承受的电压较低。
**输入端电流电压关系：**
输入电压Vin和输入电流Iin之间存在动态关系，通过数学分析可以得到输入电流的平均值和峰值，以及它们与输入电压、负载功率和开关频率的联系。
**输出端电流电压关系：**
输出电压Vout和输出电流Iout之间的关系可以通过变压器的比例系数K来确定。输出电流的纹波和平均值与开关频率、滤波电感Lf和输出电容Cf有关。
**磁通复位的关系：**
磁通复位是正激变换器的重要特性，它涉及到变压器磁芯的复位时间和效率。磁通复位必须在每个开关周期内完成，以确保开关管Q的电压应力在一个安全范围内。
**原副边电流的关系：**
原边电流和副边电流的峰值、平均值可以通过开关周期的占空比D以及变压器的匝数比来计算。副边电流的平均值等于输出电流Iout，而原边电流的峰值受到开关管耐压和变压器设计的限制。
正激变换器的这些工作原理和元器件选择是理解其性能和设计的关键。在实际应用中，还需要考虑热设计、电磁兼容性、效率优化等多个方面，以确保变换器能够稳定、高效地运行。
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