正激变换器两种复位方式（RCD 与谐振）的优缺点解析

在电子电源领域，正激变换器是一种常见的拓扑结构，而其复位方式对于变换器的性能有着至关重要的影响。本文将详细探讨正激变换器的两种复位方式 ——RCD 复位与谐振复位，并深入分析它们各自的优缺点。

RCD 复位正激变换器如图 (a) 所示，它在变压器上并联了一个由二极管 D、电容 C 和电阻 R 组成的环节。当开关 S 关断时，激磁电感和漏感的感应电势使二极管 D 导通，电容 C 上的电压会对变压器进行复位。

图 (b) 展示了 RCD 复位正激变换器的主要工作波形。由于电容 C 两端电压在一个开关周期内近似为直流电压，所以 RCD 复位电压呈现为方波。不过，在开关管关断瞬间，变压器上会出现一个电压尖峰，这是由变压器漏感与开关管结电容谐振引起的。

（a）RCD 复位正激变换器

（b）RCD 复位正激变换器工作波形

谐振复位和 RCD 复位各有其独特的优缺点，且二者的优缺点基本上是互补的。

1.复位电压平台方面：根据伏秒平衡原理，VT 一个周期内平均值要等于零。谐振复位的复位电压是正弦波，其复位电压的平台相对较高，也就是开关管 S 的 VDS 电压平台比较高；而 RCD 复位的复位电压是方波，复位电压的平台相对较低，即开关管 S 的 VDS 电压平台较低。

2.电压尖峰方面：谐振复位正激变换器变压器上的电压尖峰（最终反映到 vDS 的电压尖峰）是由变压器漏感 LS 与电容 C 谐振造成的，RCD 复位正激变换器变压器上的电压尖峰是由变压器漏感 LS 与开关管 S 的结电容谐振造成的。由于电容 C 的容量远远大于开关管 S 的结电容，谐振复位电压尖峰的谐振周期要远大于 RCD 复位电压尖峰的谐振周期。因此，在变压器漏感 LS 上的负载电流能量一定的情况下，谐振复位的电压尖峰幅度要比 RCD 复位的电压尖峰幅度低得多。从另一个角度看，谐振复位正激变换器在开关管 D - S 间并联的电容 C 起到了吸收电压尖峰的作用。

3.能量消耗方面：RCD 复位正激变换器的激磁能量和漏感能量全部消耗在电阻 R 上，而谐振复位正激变换器的激磁能量和漏感能量基本上没有消耗。然而，由于谐振复位正激变换器在开关导通之前，电容 C 两端的电压为 Vin，因此有 CVin² 的能量消耗在开关管开通过程中。

4.变压器磁偏方面：从相关波形可以看到，谐振复位正激变换器变压器磁偏比较小，而 RCD 复位正激变换器变压器磁偏较大。

以上分析可以得知，两种复位方式的正激变换器都有各自的优点，但缺点也较为明显，在某些设计场景下存在较大的瓶颈。基于此，将两种复位方式结合起来，形成谐振 RCD 复位正激变换器，或许可以软化它们各自的缺点，同时还能带来新的优点，这也是未来正激变换器设计的一个值得探索的方向。