一、引言

在電力系統和電子設備中，變壓器扮演著至關重要的角色，它們負責將交流電壓從一種電壓級別轉換到另一種電壓級別。其中，反激式變壓器作為一種常用的電力變壓器，以其獨特的電路拓撲結構和高效能轉換特性，在適配器及小功率電源等領域得到廣泛應用。本文將對反激式變壓器的基本原理和工作方式進行詳細闡述，以期為相關領域的研究和實踐提供參考。

二、反激式變壓器的基本原理

反激式變壓器（Flyback Transformer）是一種基于電磁感應原理的電力變壓器。它利用磁場的變化來實現電壓的變換，具體通過主線圈（初級線圈）和副線圈（次級線圈）之間的相互作用來完成。當主線圈中通入電流時，產生的磁場會穿過鐵心并傳導到副線圈中，根據電磁感應定律，磁場的變化會在副線圈中產生感應電動勢，進而驅動副線圈中的電流流動，從而實現電壓的變換。

反激式變壓器的基本原理可以概括為以下幾個步驟：

輸入電流：當輸入電流通過主線圈時，產生的磁場會穿過鐵心，從而使得副線圈中產生感應電動勢。

感應電動勢：根據電磁感應定律，磁場的變化會在副線圈中產生感應電動勢。這個感應電動勢的大小與主線圈中的電流變化率成正比。

輸出電流：感應電動勢會驅動副線圈中的電流流動。根據法拉第電磁感應定律，感應電動勢的方向與電流的方向相反。因此，副線圈中的電流與主線圈中的電流方向相反。

輸出電壓：根據歐姆定律，輸出電壓等于輸出電流乘以副線圈的電阻。由于副線圈的導線較細，其電阻較大，所以輸出電壓通常較高。

通過調整主線圈和副線圈的匝數比例，我們可以實現不同的輸入和輸出電壓。例如，當主線圈的匝數比副線圈的匝數大時，輸出電壓會降低；反之，當主線圈的匝數比副線圈的匝數小時，輸出電壓會升高。

三、反激式變壓器的工作方式

反激式變壓器的工作方式主要包括兩種：電感電流不連續模式（DCM）和電感電流連續模式（CCM）。

電感電流不連續模式（DCM）

DCM模式下，同時儲存在變壓器中的所有能量在反激周期（toff）中都轉移到輸出端。在導通期間（Ton），Mosfet導通，變壓器初級側和次級的繞組極性相反，二極管截止，次級側不工作。此時，電感器存儲能量。在截止期間（Toff），Mosfet斷開，次級側工作，能量向負載釋放。DCM模式適用于低電壓輸入或負載從輕載到重載的情況。

電感電流連續模式（CCM）

CCM模式下，儲存在變壓器中的一部分能量在toff末保留到下一個ton周期的開始。CCM模式下的峰值電流比DCM小、開關損耗低、效率高。因此，反激變壓器多采用CCM模式，盡量避免進入DCM模式。但是，由于變壓器一般為寬電壓輸入范圍，使其一直工作在CCM模式設計比較困難。CCM模式適用于高電壓輸入或負載從輕載到重載的情況。

四、反激式變壓器的設計要點

反激式變壓器的設計需要考慮多個因素，包括電源指標、磁通量、匝比、輸入電壓、占空比、初級電感的峰值電流、初級繞組電流的有效值、初級繞組電感量等。其中，匝比的計算是關鍵步驟之一，它需要根據MOS管和二極管的參數以及一定的裕量來進行計算。另外，磁芯的設計也是反激式變壓器設計的重點之一，應基于傳輸功率和開關頻率進行計算，確保磁芯不飽和。

五、結論

反激式變壓器作為一種基于電磁感應原理的電力變壓器，在電力系統和電子設備中有著廣泛的應用。其基本原理是通過主線圈和副線圈之間的磁場變化來實現電壓的變換。在工作方式上，反激式變壓器主要采用DCM和CCM兩種模式，以適應不同的輸入電壓和負載條件。在設計過程中，需要綜合考慮多個因素，確保變壓器的性能和穩定性。隨著電力電子技術的不斷發展，反激式變壓器將繼續在電力系統和電子設備中發揮重要作用。