反激式变压器设计应用_工作原理_电路特性

反激式变压器（Flyback Transformer）是一类特殊类型的变压器，从根本上说，它是一个升压变压器，因为具有升压的巨大潜力。与电力变压器相比，它体积小，移动方便。

反激式变压器的常见应用之一是在显像管中需要非常高电压的CRT电子管电视中。对于230V的输入，反激式变压器可以获得高达20,000V的输出，这就是反激式变压器的潜力。它甚至可以在12V或5V等低电压下运行。

反激式变压器早期应用始于控制阴极射线管中电子束的水平运动。随着技术和设备的出现，目前，反激式变压器甚至可以借助于由MOSFET等电子设备组成的整流电路用直流脉冲通电。

基本定义

反激式变压器可以定义为一种能量转换装置，它以恒定功率将能量从电路的一部分传输到另一部分。在反激式变压器中，电压会根据应用升高到非常高的值。此外，反激式变压器也被称为线路输出变压器，因为输出线路电压被馈送到电路的其它部分。在整流电路的帮助下，变压器的初级绕组可以由直流电路驱动。

设计应用

反激式变压器在设计和应用方面也是有所不同的。在传统的变压器中，初级必须被馈入交流电压，电压根据匝数升压或降压。传统变压器的输出电压有限，但可用于各种应用。

在反激式变压器中，初级绕组不需要被交流电压激励，但即使是直流脉冲输入也可以被激励。直流脉冲输入可以是低额定值，如5V或12V，甚至可以从函数发生器获得。直流电压通过整流电路转换为直流脉冲。

此外，传统变压器的输出电压是纯交流电压，但在反激变压器的情况下，它是形成的电弧，具有很高的电压。该输出电压不能远距离传输，只能用于特定应用，如SMPS或CRT管。反激变压器的铁芯与传统变压器相似，但尺寸紧凑。

为什么称为反激式变压器？

由于在CRT管中应用了反激变压器，因此创造了反激这个名称。反激式变压器可以用非常低的电压供电。当变压器的初级绕组用低值的锯齿电压激励时，由于锯齿波形的性质，它会迅速通电和断电，从而导致CRT上的光束从右向左飞回。

正是由于变压器的功能而获得的这种特殊特性，所以该名称被称之为反激式变压器。

反激式变压器电路

反激变压器的电路图如下图所示，L1和L2是绕组的匝数。一般来说，对于反激变压器，L2比L1高很多，因为它基本上是一个升压变压器。提供输入侧的电容器以保持电压恒定。开关SW用于对输入电压进行整流。

二极管D用于维持次级电流的单向流动。提供次级侧的电容器以保持恒定的输出电压。Vin是输入电压，Vout是输出电压。电路中显示的圆点表示变压器整个铁芯的串联附加等效电感。

反激式变压器电弧

变压器的输出电压值很高，甚至高达10到20kV。高压本质上不是正弦的，而是弧形的。当两个高导电体放在附近时，会在空气中形成电弧，中间的空气被电离并形成电弧。

反激式变压器绕组

为了在次级侧获得非常高的电压，次级匝数与初级匝数相比非常大。绕组通常由铜制成。就像在传统变压器中一样，绕组之间是适当绝缘的。云母绝缘通常用于提供绝缘。在一些应用中，如SMPS和转换器，也使用纸绝缘。

另外，与传统变压器不同，反激式变压器没有油用于绝缘或冷却目的，因此其绕组通常尺寸较薄，从而导致绕组损耗和效率提高。

工作原理

反激式变压器的工作原理与传统变压器相同，只是其设计方面不同。如电路图所示，当变压器初级绕组以低压锯齿波形励磁时，初级绕组通电。

此外，如下图波形所示，当初级绕组通电时，初级电感会产生如图所示的斜坡电流。当斜坡电流达到其峰值时，反激波形会产生高电位。这是在次级侧引起的。次级侧的二极管可防止斜坡在反面流动。

次级电流跟随斜坡下降，电压达到拐点（Knee point）的时间。此时，在次级侧获得高电压。但由于它本质上不可能是交流电，因此它遵循一种具有很高电位的弧形结构，所有这些结构都将电子束引导到一个特定的方向。在SPMS等应用中，二次电势较小，但转换原理为将二次交流电转换为开关模式。基于波形的性质，甚至可以将操作分类为连续或不连续操作模式。

反激变压器结构包括初级绕组、次级绕组和磁芯。如果它由直流电源激励，它还包括一个整流单元。一般来说，初级绕组匝数小于次级绕组匝数。绕组由铜制成并相互绝缘。绕组技术与传统变压器相同。

绕组放置在铁芯上，形成一系列磁路。这允许变压器在低功率规格下承受更大的电压。铁芯腿的两侧尺寸相同，绕组环绕在铁芯上。它形成的磁路本质上是附加的。

主要应用

反激变压器的主要应用包括以下几方面内容：

• 阴极射线管
• SPMS
• DC-DC电源技术
• 电池充电
• 电信
• 太阳能应用

总结

以上就是关于反激式变压器的工作原理和主要特性。由于先进技术的出现，反激式变压器获得了巨大的应用，尤其是在可再生能源领域。此外，反激式变压器适合小功率电源以及各种电源适配器，但其计难点是变压器的设计。