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前文我们分享了常用隔离DCDC中的反激变换器。本文继续分享另一款隔离型的DCDC拓扑—正激变换器。
1.1 正激电路演变
正激变换器拓扑可由buck拓扑演变而来，我们先回顾一下buck电路：
Buck电路在开关导通时给电感充电和给负载供电，在开关断开时，由电感产生的感应电动势续流供电。
1、这时如果想将输入电源和后级隔开，我们可以加一个变压器：
但这时变压器初级加的是一个持续的直流电，变压器磁芯很快就会饱和，这个时候次级将无法产生感应电动势，也就是能量没有传递到次级。所以我们要想办法让初级电流变成一个变化的电流。
2、将次级的开关移到初级，借住开关的通断来使电流变化：
开关导通时，变压器初级电流从同名端流入，磁芯磁通量增加，次级产生感应电动势，电流从次级同名端流出，进而给电感L充能和给负载供电。开关关断时，次级将产生从同名端流入的电流来阻碍磁通量的减少，此电流将通过二极管D形成回路，这就相当于次级被短路了，而变压器的副边如果短路，将会引起原边产生大电流，将导致器件烧毁损坏，所以要避免在开关关断时，变压器次级发生短路。
3、在变压器次级再增加一个二极管：
可以看到，增加这个二极管后，开关关断时，次级流入同名端的电流回路别二极管截断，这就避免了次级短路问题。但是此时又有新的问题，开关导通时，变压器磁芯充了磁能，而开关断开时，由于次级二极管的截止，无法将这部分磁能转换为电能释放掉，下次开关导通又继续充磁，几个周期后，变压器将磁饱和，磁饱和之后变压器原边就不再是励磁电感了，可以认为变成了导线而导致短路，将会引起原边产生大电流，将导致器件烧毁损坏，所以还需要想办法在开关断开时，将开关导通时充的磁能释放掉，也叫做磁复位。
4、在变压器上增加磁复位绕组：
上图中的N1为原边绕组、N2为副边绕组、N3为磁复位绕组，这三个绕组在同一个磁芯上。在开关导通时励磁电流i1给磁芯充磁，副边产生感应电流i2给电感充能和给负载供电，磁复位绕组N3产生的从同名端流出的电流被二极管D3截止。在开关关断时，N2的感应电流被D2截止，但此时磁复位绕组N3的产生从同名端流入的感应电流可经D3形成回路，磁芯中的能量可回流到电源中完成磁复位。
PS：关于感应电流的方向若有疑问，大家可自行查阅一下同名端的定义。
1.2 正激电路工作原理
1.2.1连续电流模式
在开关导通时，工作回路如下图，变压器变压后给电感充能和给负载供电，与buck电路开关导通时差不多，这个阶段变压器磁芯磁通增加、电感电流增加。
回路参数变化如下图黄色区域所示：
电流的增量为：
变压器磁通的增量为：
在开关关断时，工作回路如下图，电感给负载供电，变压器进行磁复位，这个阶段变压器磁芯磁通减少到0、电感电流减少。
回路参数变化如下图黄色区域所示：
电流的减量为：
计算得：
1.2.2断续电流模式
断续电流模式指的是在开关关断期间，次级线圈的电流会下降到0。如下图所示：
t0~ t1、t1~ t2的过程与连续电流模式一致，增加了第三个阶段t2~ t3，这个阶段初、次级线圈电流均为0，由电容向负载提供能量。
下面对电流断续时的输入输出电压关系进行推导。
设开关断开后的次级线圈电流持续时间为αT（t2-t1），0≤α≤1-D，电感在整个开关周期的平均电流为：
忽略电容的漏电流，负载电流基本等于电感的平均电流：
根据电感的电流增减量相等可得：
从此式解出α，代入负载电流等于平均电流的等式中，解得：
其中：
从上式可以看出，输出电压将随着负载电流减小而升高，在负载电流为0的极限情况下：
从以上的分析可知，正激电路的输入输出关系和buck电路非常相似，仅有的差别在于变压器的变压比，因此正激电路可以看成是输入电压按变压器电压比折算至副边后经buck电路得到。隔离电路中的半桥、全桥、推挽电路也是类似原理。
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