在反激變換器廣泛應(yīng)用于各類電子設(shè)備電源系統(tǒng)的當(dāng)下，漏感能量的存在成為影響其性能與可靠性的關(guān)鍵因素。漏感能量不僅會(huì)導(dǎo)致開關(guān)管承受過高的電壓尖峰，增加開關(guān)損耗，還可能引發(fā)嚴(yán)重的電磁干擾(EMI)問題，對(duì)整個(gè)電路系統(tǒng)的穩(wěn)定性構(gòu)成威脅。因此，探尋有效減少反激變換器中漏感能量產(chǎn)生的方法，具有重要的實(shí)際意義。

優(yōu)化變壓器設(shè)計(jì)

采用高磁導(dǎo)率磁芯材料

變壓器磁芯材料的特性對(duì)漏感有著顯著影響。高磁導(dǎo)率的磁芯材料，如錳鋅鐵氧體等，能夠增強(qiáng)磁通量的聚集能力，使磁力線更緊密地耦合在初級(jí)和次級(jí)繞組之間，從而有效降低漏感。在反激變換器的變壓器設(shè)計(jì)中，選用高磁導(dǎo)率磁芯材料，可減少漏感能量的產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)表明，使用高磁導(dǎo)率磁芯材料的變壓器，其漏感相比普通磁芯材料可降低 30% - 50%，進(jìn)而減少了漏感能量的積累，降低了開關(guān)管承受的電壓應(yīng)力。

改進(jìn)繞組繞制工藝

繞組繞制工藝直接關(guān)系到變壓器的漏感大小。采用交錯(cuò)繞制或三明治繞制方法，能夠顯著改善初級(jí)和次級(jí)繞組之間的耦合程度。交錯(cuò)繞制是將初級(jí)繞組和次級(jí)繞組交替分層繞制，使初級(jí)和次級(jí)繞組更緊密地相互交織，減少漏感。三明治繞制則是將次級(jí)繞組夾在初級(jí)繞組中間，這種繞制方式能有效減小初級(jí)和次級(jí)繞組之間的磁阻，增強(qiáng)耦合效果。在一個(gè)實(shí)際的反激變換器中，通過將傳統(tǒng)的單層繞制改為三明治繞制，變壓器漏感降低了約 40%，漏感能量得到明顯抑制，提高了變換器的效率和穩(wěn)定性。

優(yōu)化電路拓?fù)?

增加箝位電路

箝位電路是一種常用的抑制漏感能量的方法。在反激變換器中，最常見的箝位電路有 RCD 箝位電路和有源箝位電路。RCD 箝位電路由電阻、電容和二極管組成，當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，漏感能量通過二極管向電容充電，電阻則用于消耗電容上積累的能量，將開關(guān)管兩端的電壓箝位在一個(gè)安全范圍內(nèi)，減少漏感能量對(duì)開關(guān)管的沖擊。有源箝位電路則利用一個(gè)輔助開關(guān)管和電容組成，通過控制輔助開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷，將漏感能量回饋到電源中，實(shí)現(xiàn)能量的回收利用，進(jìn)一步提高變換器的效率。在一些對(duì)效率要求較高的反激變換器中，采用有源箝位電路，不僅有效減少了漏感能量，還將變換器的效率提高了 3% - 5%。

采用同步整流技術(shù)

同步整流技術(shù)通過使用低導(dǎo)通電阻的 MOSFET 代替?zhèn)鹘y(tǒng)的二極管整流，能夠降低整流損耗，同時(shí)對(duì)減少漏感能量也有一定作用。在反激變換器中，同步整流管的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間可以精確控制，減少了反向恢復(fù)電流的產(chǎn)生，從而降低了與漏感相關(guān)的能量損耗。在一個(gè)采用同步整流技術(shù)的反激變換器中，同步整流管的合理控制使得漏感能量產(chǎn)生的電壓尖峰降低了 20% - 30%，提高了變換器的整體性能。

優(yōu)化 PCB 布局

縮短繞組引線長度

在 PCB 布局中，繞組引線的長度會(huì)影響變壓器的漏感。過長的引線會(huì)增加線路的寄生電感，加劇漏感能量的產(chǎn)生。因此，應(yīng)盡量縮短變壓器初級(jí)和次級(jí)繞組的引線長度，減少寄生電感。在設(shè)計(jì) PCB 時(shí)，將變壓器的引腳布局緊湊，使繞組引線盡可能短，能夠有效降低漏感能量。在一個(gè)實(shí)際的電源 PCB 設(shè)計(jì)中，通過優(yōu)化繞組引線布局，將引線長度縮短了 50%，變壓器漏感降低了約 20%，減少了漏感能量對(duì)電路的影響。

合理布置元件位置

合理布置反激變換器中的元件位置，能夠減少電磁干擾，同時(shí)對(duì)降低漏感能量也有幫助。將變壓器與開關(guān)管、整流管等元件緊密放置，減少它們之間的連線長度，降低線路電感。將敏感元件遠(yuǎn)離變壓器和高電流路徑，避免受到漏感能量產(chǎn)生的電磁干擾影響。在一個(gè)包含反激變換器的電路板中，通過合理調(diào)整元件位置，有效減少了漏感能量產(chǎn)生的電磁干擾，提高了電路的穩(wěn)定性。

調(diào)整控制策略

優(yōu)化開關(guān)頻率

開關(guān)頻率的選擇對(duì)反激變換器的漏感能量有重要影響。在一定范圍內(nèi)，適當(dāng)降低開關(guān)頻率可以減少漏感能量的產(chǎn)生。這是因?yàn)殚_關(guān)頻率降低，開關(guān)管的開關(guān)次數(shù)減少，每次開關(guān)過程中漏感能量的積累也相應(yīng)減少。然而，開關(guān)頻率過低會(huì)導(dǎo)致變壓器體積增大，變換器效率降低。因此，需要在開關(guān)頻率、漏感能量和變換器體積、效率之間進(jìn)行綜合權(quán)衡。在一個(gè)實(shí)際的反激變換器設(shè)計(jì)中，通過將開關(guān)頻率從 100kHz 降低到 80kHz，漏感能量產(chǎn)生的電壓尖峰降低了 15% - 20%，同時(shí)通過優(yōu)化變壓器設(shè)計(jì)，保證了變換器的體積和效率在可接受范圍內(nèi)。

控制開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間

精確控制開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間，能夠優(yōu)化反激變換器的工作狀態(tài)，減少漏感能量。在開關(guān)管關(guān)斷瞬間，控制其關(guān)斷速度，避免電流急劇變化，從而減少漏感能量的產(chǎn)生。通過采用軟開關(guān)技術(shù)，如零電壓開關(guān)(ZVS)或零電流開關(guān)(ZCS)，使開關(guān)管在電壓或電流為零的時(shí)刻進(jìn)行導(dǎo)通和關(guān)斷操作，降低開關(guān)損耗，減少漏感能量對(duì)開關(guān)管的沖擊。在一個(gè)采用零電壓開關(guān)技術(shù)的反激變換器中，開關(guān)管的關(guān)斷損耗降低了約 30%，漏感能量產(chǎn)生的電壓尖峰明顯減小，提高了變換器的可靠性。

反激變換器中漏感能量的減少需要從變壓器設(shè)計(jì)、電路拓?fù)鋬?yōu)化、PCB 布局以及控制策略調(diào)整等多個(gè)方面綜合入手。通過采用高磁導(dǎo)率磁芯材料、改進(jìn)繞組繞制工藝、增加箝位電路、采用同步整流技術(shù)、優(yōu)化 PCB 布局以及合理調(diào)整控制策略等方法，能夠有效降低漏感能量，提高反激變換器的性能和可靠性，滿足現(xiàn)代電子設(shè)備對(duì)高效、穩(wěn)定電源的需求。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)反激變換器漏感能量抑制的研究也將不斷深入，為電源技術(shù)的進(jìn)步提供更有力的支持。