单管正激反激：电力电子晶体管功率电路详解

第九章晶体管功率电路主要探讨了隔离的单管变换器中的单端反激电路，这是一种常见的电力电子应用。单端反激电路由电感变压器T、晶体管Q、二极管D和滤波电容C构成，其工作原理基于反激变换，即晶体管在导通时储存能量，关断时能量通过变压器传递给负载。区分正激与反激的关键在于能量流动的方向：在正激电路中，能量从电源流向负载时晶体管导通。 单端反激电路具有三种工作模式，分别是电感电流连续、临界连续和断续。电感的双重作用体现在它既是储能元件又是变压器。电流连续模式下，输入和输出电压关系易于控制，但随着电流断续，输出电压保持不变，但电流和二极管D的反向恢复特性会变得复杂，调节难度增大。在空载情况下，输出电压可能趋向于无穷大。 标幺特性是一种无量纲化的分析方法，用于简化电路分析，将所有参数转化为标准形式。在单端反激电路中，不同工作模式之间的转换依赖于输入电流的大小，临界模式是两种工作状态的分界线。 电路设计时，连续模式和断续模式各有优缺点。连续模式下，晶体管承受的峰值电流较低，有利于功率输出，但变压器体积较大；而断续模式则相反，晶体管峰值电流增大，有利于高效率，但调节难度增加，且二极管没有反向恢复问题，变压器体积更小。通常，在低电流需求下选择断续模式，而对于大电流应用，连续模式更为合适。 单管正激/反激电路是电力电子技术的基础组成部分，理解其工作原理、工作模式及其特点对于设计和优化电力系统至关重要。在实际应用中，需要根据负载需求、效率和成本等因素来选择最合适的电路结构。