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3. 离线式反激变换器的电路原理

图七给出了一个输出 5V/2A 的电源适配器用到的离线式反激变换器完整的原理图，主芯 片型号为 RM6203(西安亚成微电子)，芯片内部集成了完整的控制电路和一个 800V 的高压 功率 BJT。下面我们以这个电路为例分析外围电路的基本作用，对于使用其他控制芯片的电 路，原理上大同小异。

图七 输出 5V/2A 的离线式反激变换器 

输入的交流市电经过保险丝 F1 后进入由 C3 和 T2 构成的共模滤波器，滤除电网中的共模干扰信号，然后经过 D2 全桥整流和电容 C6 滤波后得到较为平坦的直流电。直流电通过 R2 和 R5 加在内部开关功率管的基极，向基极注入电流，开关管的集电极(也就是芯片 的OC 引脚)有电流流过，初级绕组开始有电流流过。同时直流电通过 R2 和 R5 向电容 C8 开 始充电，当 C8 上的电压达到 IC 工作的启动电压时，IC 开始工作。

IC 进入正常工作后，在开关关断期间，辅助供电绕组 Na 上感应出的电压使 D5 导通， 辅助绕组为 IC 供电，并将部分能量储存在电容 C8 中，待下一周期开关导通期间，电容为 IC 供电。

图七电路中，R4、C5 和 D3 并联在变压器的初级绕组上，这就是常见的一种吸收漏感 尖峰的电路结构，RCD 吸收电路。当开关管关断瞬间，初级线圈的漏感以及 PCB 线路的寄 生电感感应出很高的尖峰电压时，D3 会正偏导通，由于电容 C5 上的电压不能突变，于是 尖峰电压被箝位在一定的范围内，保护开关管不被损坏。开关断开期间 C5 上增加的能量会 在开关闭合期间消耗在 R4 上，防止 C5 上的电压不断升高。

图七中的电容 C10 用于设置 IC 内部的振荡器工作频率，C1 并联在初次级之间用于减 小差模干扰。R10 和 R11 接在开关管发射极和初级地之间，当次级电流增大时，由第二节推 出的关系可知，初级开关的峰值电流也会成比例增加，导致 R10 和 R11 上的电压升高，IC 通过检测这个电压判断次级是否出现过流或者短路，如果是，IC 将执行相应的保护动作。

接下来我们看次级电路。次级绕组 Ns 输出后的基本结构和第二节讨论的完全一致，增 加的输出 LC 滤波器 L1 和 C7 用于减小纹波，并联在输出二极管上的 RC 电路用于吸收输出 二极管上的尖峰。

图八 输出二极管的波形

在高速开关下，二极管导通瞬时，电流变化率很大，在导通瞬间，二极管呈现较大的 正向压降(如图八 b)，又由于二极管结电容、次级漏感和 PCB 线路寄生电感的存在，二极 管上可能会会出现振荡(如图八 c)。正向电压过冲或者电压的振荡都会导致二极管的损耗 增加，在输出电流较大时，这一损耗远远超过二极管的导通损耗，造成二极管过热。为了一 定程度抑制振荡或者减小过冲，通常在二极管上并联 RC 吸收网络(图六所示的 R1 和 C2)， 引入这一这一电路后，二极管的损耗被部分转移到电阻上。

最后简单讨论反馈环路。通常的离线式反激变换器使用 TL431 加光耦的形式作为次级 反馈电路。TL431 的内部等效电路如图九所示。它实际上包含了一个电压基准源和一个误差放大器。

图九 TL431 内部等效电路

分析图七所示电路，当某种因素(如电网电压波动、负载电流的增加等)导致输出电 压降低时，由 R9 和 R12 得到的 TL431 的 REF 端电位降低，图九所示的等效电路中 BJT 的 基极电流相应减小，从而集电极电流减小，流过 TL431 阴极的电流也减小，光耦的输入电 流(即发光二极管电流)随之减小，最终导致连接初级部分的光耦输出端(光敏三极管集电 极)电流减小，集电极电位升高。至此，次级电压减小的信号反馈到了初级，初级通过监测 光耦输出端的集电极电位的升降来判断输出电压是降低还是升高。如果降低，初级将通过增 大开关管的导通时间(对于 PWM 模式)或者开关频率(对于 PFM 模式)来是输出电压稳 定;反之亦然。