反激式轉(zhuǎn)換器是最簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換器類型之一。最小配置僅包含一個(gè)開關(guān)、一個(gè)變壓器、一個(gè)二極管和兩個(gè)電容器，如圖 1 所示。這種轉(zhuǎn)換器類型的能量存儲(chǔ)在鐵氧體磁芯的氣隙中。初級(jí)電流在開關(guān)導(dǎo)通狀態(tài)期間上升，存儲(chǔ)磁能，然后在開關(guān)關(guān)閉時(shí)通過二極管傳輸?shù)捷敵觥Ｔ撧D(zhuǎn)換器類型的功率范圍限制為大約 300 W。

    

   圖 1 反激式

    該電路的優(yōu)點(diǎn)是非常寬的輸入輸出電壓比以及添加更多次級(jí)繞組以產(chǎn)生多個(gè)輸出電壓的可行性。此外，在初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間具有電流絕緣是有利的。缺點(diǎn)是開關(guān)所需的高擊穿電壓以及變壓器氣隙產(chǎn)生的 RFI 輻射。反激式轉(zhuǎn)換器無法在沒有負(fù)載或閉合調(diào)節(jié)環(huán)路的情況下工作，否則輸出電壓將超過允許的限制。
    反激式應(yīng)用
    反激式轉(zhuǎn)換器的典型應(yīng)用之一是逆變器中 IGBT 柵極驅(qū)動(dòng)器的輔助電源。該應(yīng)用具有所有要求，反激式轉(zhuǎn)換器可以理想地滿足這些要求。

       

    圖2 逆變器

    圖 2 中的陰影區(qū)域顯示了帶有啟動(dòng)電路作為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換器一部分的轉(zhuǎn)換器，帶有啟動(dòng)電路作為驅(qū)動(dòng)逆變器的一部分。可以使用相對(duì)較少的元件來非常經(jīng)濟(jì)高效地構(gòu)建輔助電源。
    交換機(jī)的要求
    驅(qū)動(dòng)逆變器中的反激式轉(zhuǎn)換器的開關(guān)的基本要求是高擊穿電壓。在反激式轉(zhuǎn)換器中，施加到開關(guān)的最大電壓大約是輸入電壓的兩倍。因此，最小擊穿電壓必須高于 2 x Vin。對(duì)于在 400 V 主電源上使用的用于電機(jī)控制的標(biāo)準(zhǔn)逆變器，在電機(jī)制動(dòng)操作模式下，直流母線電壓最高可達(dá) 750 V。這里需要至少 1600 V 的擊穿電壓。
    BiMOSFET芯片技術(shù)
    標(biāo)準(zhǔn)高壓 IGBT 對(duì)于反激式應(yīng)用而言速度太慢。新的高壓 BIMOSFET 晶體管系列正在滿足這些需求。
    MOSFET 和 IGBT 的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)通常稱為 DMOS（雙擴(kuò)散金屬氧化物硅），它由生長(zhǎng)在厚的低電阻率硅襯底頂部的一層外延硅組成，如圖 3 所示。

  

    圖3 橫截面

    BIMOSFET 有兩種類型： 標(biāo)準(zhǔn)類型專為 V_GE = 15 V/0 V 的 IGBT 控制而設(shè)計(jì)，同時(shí)保持“G”類型可以在與 MOSFET 相同的柵極電壓下運(yùn)行，如下所述部分。此外，兩種類型的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)行為是相同的。
    駕駛員要求
    標(biāo)準(zhǔn)BIMOSFET
    BIMOSFET“G”型
    靜態(tài)行為
    比較輸出曲線時(shí)，我們可以看到 MOSFET 的線性特性和 BIMOSFET 的雙極行為。
    對(duì)于更高的峰值電流，我們需要 15 V 柵極電壓才能正常導(dǎo)通。通態(tài)損耗存在顯著差異。在 2 A 和 15 V 柵極驅(qū)動(dòng)下，MOSFET 的壓降為 18 V，而 BIMOSFET 的壓降僅為 4 V。這使得傳導(dǎo)損耗減少 4.5 倍。我們還可以看到 BIMOSFET 的電流能力要高得多，與 MOSFET 的電流限制為 3 A 相比，它可以輕松傳導(dǎo)超過 10 A 的電流。
    切換行為
    我們進(jìn)行了多項(xiàng)比較測(cè)量來量化標(biāo)準(zhǔn)高壓 MOSFET 和 BIMOSFET 的性能。
    測(cè)試設(shè)備是雙脈沖測(cè)試儀，當(dāng)MOSFET導(dǎo)通時(shí)，續(xù)流二極管仍然導(dǎo)通。因此，導(dǎo)通波形受到二極管恢復(fù)行為的影響。然而，由于二極管對(duì) MOSFET 或 BIMOSFET 的影響相同，因此性能相當(dāng)。