1.p_in＞p_o时工作原理分析

图9-23所示为p_in＞p_o时主要工作波形，该功率条件下电路共有4种开关模态，对应等效电路如图9-24所示。

图9-23 p_in＞p_o时主要工作波形

（1）开关模态Ⅰ[t₀，t₁]

等效电路如图9-24a所示。t₀时刻，开关管Q₁、Q₂开通，Q₃在p_in＞p_o时处于恒关断状态。由于反向阻断二极管VD_R1的存在，此阶段Q₂为无效开通。假设输入电压u_in在一个开关周期内保持不变，则励磁电流i_m从零开始线性上升，即

式中，L_p为绕组N_p的励磁电感；i_m为折算到绕组N_p的励磁电流。

t₁时刻，开关管Q₁关断，该时刻i_m的大小为

图9-24 p_in＞p_o时各开关模态的等效电路

a）[t₀，t₁] b）[t₁，t₂] c）[t₂，t₃] d）[t₃，t₄]

式中，D₁为Q₁的占空比；T_s为Q₁、Q₂、Q₃的开关周期。

（2）开关模态Ⅱ[t₁，t₂]

等效电路如图9-24b所示。t₁时刻，开关管Q₁关断，Q₂仍然导通。储存在变压器的能量通过VD_R1向后级变换器释放。当输出功率达到所需的能量后，关断Q₂。t₂时刻变压器二次电流为

式中，D₂为开关管Q₂的有效占空比；U_o为滤波电容C_o上的电压。

在此开关模态，为了保证变压器能量向LED负载释放，而不是通过二极管VD_R2给储能电容C_a充电，C_a的电压必须满足以下条件，即

u_Ca（t）＞U_o （9-17）

（3）开关模态Ⅲ[t₂，t₃]

等效电路如图9-24c所示。Q₂关断后，变压器剩余的能量通过二极管VD_R2给储能电容C_a充电，i_m继续线性下降。假设C_a电压u_Ca在一个开关周期内保持不变，[t₂，t3]期间有

在t₃时刻，i_m下降到零，i_DR2也下降到零，由式（9-18）得t₂到t₃的时间间隔为

（4）开关模态Ⅳ[t₃，t₄]

等效电路如图9-24d所示。在此开关模态中，励磁电流i_m为零，所有开关管处于关断状态，变压器完全磁复位。

反激式变换器设计为工作在电流断续或临界连续导通模式，因此p_in＞p_o时应满足条件为(www.daowen.com)

综合上述分析可知，Q₁与Q₂同时开通实现Q₂零电压零电流开通，Q₃无开关动作，减小开关损耗；开关周期内输入功率p_in多余能量被储能电容C_a吸收。

2.p_in＜p_o时工作原理分析

图9-25所示为p_in＜p_o时的主要工作波形，该功率条件下电路共有4种开关模态，对应的等效电路如图9-26所示。

（1）开关模态Ⅰ[t₀，t₁]

等效电路和图9-24a类似。t₀时刻，开关管Q₁开通，虽然在p_in＜p_o时Q₂恒开通，但是二次侧二极管VD_R1在Q₁导通期间因承受反压而不导通。励磁电流i_m从零开始线性上升。

图9-25 p_in＜p_o时主要工作波形

（2）开关模态Ⅱ[t₁，t₂]

等效电路如图9-26a所示。t₁时刻，开关管Q₁关断的同时，开关管Q₃导通。开关管Q₃导通后，储能电容C_a释放能量，励磁电流i_m继续线性增加，即

（3）开关模态Ⅲ[t₂，t₃]

等效电路如图9-26b所示。t₂时刻，开关管Q₃关断，储存在变压器的能量通过VD_R1向后级变换器释放。根据式（9-21），t₂时刻i_m为

式中，D₃为开关管Q₃的占空比。

图9-26 p_in＜p_o时各开关模态的等效电路

a）[t₁，t₂] b）[t₂，t₃]

i_m是折算到N_p的励磁电流，则折算到二次侧N_s的二次绕组电流可表示为

t₃时刻，i_DR1下降为零，励磁电流i_m也下降为零，由式（9-23）得t₂和t₃时间间隔为

（4）开关模态Ⅳ[t₃，t₄]

等效电路和图9-24d类似。在此开关模态中，变压器绕组均没有电流流过，Q₁、Q₃处于关断状态，变压器完全磁复位。

反激式变换器设计为工作在电流断续模式或临界连续导通模式，因此p_in＜p_o时需要满足的条件是

综合上述分析可见：在p_in＜p_o时，开关管Q₁占空比恒定，Q₂处于恒开通状态，控制Q₃为输出功率提供所需的能量；Q₂无开关动作，减小了开关损耗；一个开关周期内输入功率p_in不足的能量由C_a补充。