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知识专栏当我们谈论反激电路时,注意力往往集中在mosfet导通的那一刻。但事实上,MOSFET的关断,才是整个反激电路能量传递和电压变换的真正起点与核心。理解这一刻发生的故事,是彻底读懂反激拓扑的关键。
一、 导通与关断:一场默契的“能量接力赛”
首先,我们简单回顾一下反激电路的基本工作流程:
MOSFET导通时:初级绕组通电,电流线性上升,电能以磁场能的形式“储存”在变压器(更准确地说是耦合电感)中。此时,由于次级绕组极性相反,输出二极管处于反向偏置而截止,负载由输出电容供电。此时,能量只存不放。
MOSFET关断时:这才是戏剧性转变的开始。一旦MOSFET关断,初级回路被切断。根据楞次定律,变压器所有绕组的感应电动势会立即反向。这个动作,如同按下了一个能量释放的开关。

二、 MOSFET关断时的三大核心作用
那么,在关断的瞬间,MOSFET究竟扮演了哪些关键角色呢?
1. 触发能量传递,实现“能量搬运”
这是最根本的作用。关断行为本身,切断了初级绕组的电流通路,迫使储存在变压器中的磁场能无法维持,必须寻找新的释放路径。此时,次级绕组的感应电动势变为“上正下负”,输出二极管正向偏置而导通。磁场能通过次级绕组和二极管,向输出电容和负载释放,转化为电能。可以说,没有MOSFET的“关”,就没有能量的“放”。
2. 塑造电路工作模式(DCM与CCM)
MOSFET关断的时机和持续时间,直接决定了电路工作在连续导通模式(CCM)还是断续导通模式(DCM)。
在DCM下:MOSFET会在次级绕组电流下降到零之后才再次导通。这意味着在关断期间,所有储存的能量都被完全释放。
在CCM下:MOSFET在次级电流尚未降至零时便再次导通。这意味着关断时间不足以释放全部能量,变压器中始终存在“残留”能量。
设计者通过控制MOSFET的关断时间(即占空比),可以灵活地选择工作模式,以在效率、体积和成本之间取得最佳平衡。
3. 承受电压应力,保障系统安全
关断瞬间,由于变压器漏感的存在,会产生远高于输入电压的尖峰电压(Vpk)。这个电压与输入电压(Vin)、反射电压(Vor)一起叠加在MOSFET的漏极上,形成巨大的电压应力:Vds = Vin + Vor + Vpk。
因此,MOSFET在关断时必须能够承受这个高压。为了保护MOSFET,通常需要设计RCD钳位电路或其它吸收电路,来消耗漏感能量,抑制电压尖峰。MOSFET的关断过程,是其承受最严酷电气应力的时刻,也是电路可靠性设计的重中之重。
三、 总结:从“开关”到“核心调度”
总而言之,反激电路中的MOSFET,绝不是一个简单的开关。其关断动作,是一个承上启下的核心节点:
它标志着储能阶段的结束和释能阶段的开始。
它通过关断时长,定义了电路的工作模式。
它自身承受着最高的电压应力,是系统安全的生命线。
因此,深入理解MOSFET关断时的作用,不仅是读懂反激电路的钥匙,更是进行高效、可靠电源设计的基石。下一次当你分析反激电路时,请多关注那个“沉默”的关断期,那里正上演着能量传递最精彩的戏码。
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