反激式拓扑的工作原理
作者： vijay choudhary 和 sourav sen德州仪器
过去几年，各种工业应用设计人员对 fly-buck™ 拓扑产生了浓厚的兴趣。与更多常见隔离式拓扑相比，fly-buck 隔离式拓扑可提供更低成本的替代解决方案。本博客系列共有两篇文章。在第一篇中，我们不仅将简单介绍反激式拓扑的工作原理，而且还将提供一种用于改进隔离式输出稳压的简单设计方案。
fly-buck 转换器源自一种同步降压转换器，采用耦合电感器或反激式变压器替代输出滤波器电感器。fly-buck 拓扑的工作原理在 ［1］ 中进行了详细介绍。尽管 fly-buck 拓扑为人们所知已有一段时间，但到了 lm5017 等集成型高电压同步 cot 稳压器推出后，由于无需任何外部补偿，才简化了其使用。现在我们可以看到，这种拓扑已广泛应用于 poe （33vin-57vin）、电信 （48 vin） 以及其它隔离式偏置应用领域。
如图 1 所示，基本 fly-buck 转换器可对一次输出进行稳压，而二次隔离式输出可“跟随”稳压后的一次输出。额定二次输出电压的计算公式为：
其中，n1/n2 是变压器的匝数比，vf 是二次整流二极管的正向偏置压降。
图 1. 支持一次及隔离式输出的 fly-buck 转换器
二次稳压可受到多种因素影响，其中包括输入输出电压占空比、变压器漏电感、电源传输（关断时间 toff 下）过程中电流循环路径的电阻下降，以及二极管正向压降随温度及正向电流 if 的变化等。与主动控制的一次输出电压相比，所有这些因素可降低二次输出稳压性能。在一些应用中，在线路电压及负载电流范围内对隔离式输出进行稳压，通常要比图 1 所示电路所能实现的严格得多。
基于 lm5017 的完整 fly-buck 转换器电路如图 2 所示。在该原理图中，用来保持 12v 额定稳压一次电压的 rfb2 的典型值为 8.25k。rfb2 和 rfb1 的典型值可以根据 1.225v 下的 vfb 引脚电压典型值以及相对应的分压器电路 （rfb2//rfb1） 轻松得出。［2］ 中给出的应用图能够更详细地说明该计算。
图 2. 基于 lm5017 的 fly-buck 转换器电路，没有基于光耦合器的稳压电路
采用这种配置，一次输出电压得到了极好的稳压，能够达到预期效果，但我们可以观察到二次输出电压因二次负载电流而产生的稳压丧失，如图 3 所示。从图 3 还可以看到，随着线路电压的升高，二次输出电压更加偏离了 5v 的额定二次输出电压。
图 3. lm5017 隔离式输出电压稳压
要改善该隔离式输出电压的稳压问题，在这里也可使用一个可重复的简单解决方案。该设计包括一直用于许多其它隔离式拓扑的专用反馈补偿电路。用户只需使用一款光耦合器及并联稳压器 lm431a，即可设计可对二次侧进行稳压的简单隔离式补偿电路。我们将在本博客系列的第二篇文章中讨论该补偿电路及效果。
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基于 lm5017 的完整 fly-buck 转换器电路如图 2 所示。在该原理图中，用来保持 12v 额定稳压一次电压的 rfb2 的典型值为 8.25k。rfb2 和 rfb1 的典型值可以根据 1.225v 下的 vfb 引脚电压典型值以及相对应的分压器电路 （rfb2//rfb1） 轻松得出。［2］ 中给出的应用图能够更详细地说明该计算。
图 2. 基于 lm5017 的 fly-buck 转换器电路，没有基于光耦合器的稳压电路
采用这种配置，一次输出电压得到了极好的稳压，能够达到预期效果，但我们可以观察到二次输出电压因二次负载电流而产生的稳压丧失，如图 3 所示。从图 3 还可以看到，随着线路电压的升高，二次输出电压更加偏离了 5v 的额定二次输出电压。
图 3. lm5017 隔离式输出电压稳压
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