圖6是圖4和圖5電路中，當開關管導通時（圖4），輸入電壓ui通過開關變壓器漏感Ls對分布電容Cs進行充電，使漏感Ls與分布電容Cs產生沖擊振蕩時，分布電容Cs兩端的電壓波形；和當開關管關斷時（圖5），輸入電壓ui與開關變壓器漏感Ls和分布電容Cs、Cds產生充、放電時，電源開關管D、S極兩端的波形。

在圖6中，圖6-a是電源開關管Q1導通時，輸入電壓ui加于開關變壓器初級線圈兩端的電壓波形；圖6-b是分布電容Cs兩端的電壓波形；圖6-c，是電源開關管Q1漏極D與源極S之間的電壓波形。
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在t0時刻，電源開關管Q1開始導通，輸入電壓ui加于開關變壓器兩端，輸入電壓ui首先通過分布電感Ls對分布電容Cs充電，此時，由于輸入電壓ui的上升率大于電流通過分布電感Ls對分布電容Cs進行充電的電壓上升率，所以，分布電感和分布電容都從輸入電壓吸收能量。輸入電壓ui在對分布電感Ls和分布電容Cs進行充電過程中，分布電容Cs兩端的電壓是按正弦曲線上升的；而放電時，其兩端的電壓則按余弦曲線下降。

圖6

到t1時刻，流過Ls的電流達到最大值，同時分布電容Cs兩端的電壓與輸入電壓ui相等（或與變壓器初級線圈的正激輸出半波平均值Upa相等），此時輸入電壓ui的上升率為0，輸入電壓ui的上升率小于分布電感Ls對分布電容Cs充電的電壓uc上升率，所以，分布電感Ls開始釋放能量繼續(xù)對分布電容Cs進行充電。此時，Ls在釋放能量，而輸入電壓ui和分布電容Cs都在吸收能量，分布電容Cs都兩端的電壓uc繼續(xù)按正弦曲線上升。

到t2時刻，流過Ls的電流等于0（儲存于Ls中的能量被釋放完畢），分布電感產生的反電動勢對分布電容Cs進行充電結束，此時Cs兩端的電壓也達到最大值，然后Cs開始按余弦曲線對Ls和輸入電壓ui進行放電，流過Ls的電流開始反向，Ls開始反向儲存磁能量。

到t3時刻，Cs兩端的電壓又與輸入電壓ui相等，電容停止放電，此時，Ls儲存的磁能量將轉化成反電動勢es給電容Cs進行反向充電，使Cs兩端的電壓低于輸入電壓ui。

到t4時刻，流過Ls的反向電流等于0，Cs兩端的電壓達到最低值，然后輸入電壓又開始通過Ls對Cs進行充電，至此，分布電感Ls與分布電容Cs第一個充放電周期結束。

到t4時刻之后，輸入電壓ui對分布電感Ls和分布電容Cs進行充電的過程，以及分布電感Ls和分布電容Cs互相進行充電的過程，與t0～t4時刻基本相同。但由于在此期間，輸入電壓的上升率等于0，輸入電壓不再向分布電感Ls和分布電容Cs提供能量，因此，分布電感Ls與分布電容Cs產生自由振蕩的幅度是隨著時間衰減的，其衰減速率與等效電阻大小有關。
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到t10時刻，分布電感Ls與分布電容Cs產生的阻尼自由振蕩的幅度被衰減到差不多等于0，此時，分布電容Cs兩端的電壓等于變壓器初級線圈的正激輸出半波平均值Upa。關于半波平均值Upa和Upa-的計算方法及定義，請參考第一章的（1-70）和（1-71）式及說明。

在圖6-b中，Upa為變壓器初級線圈正激輸出電壓的半波平均值，此值與輸入電壓相等；Upa-為變壓器初級線圈反激輸出電壓的半波平均值，此值與占空比相關；當占空比等于0.5時，Upa-與輸入電壓在數值上相等，但符號相反。

到t11時刻，電源開關管Q1開始關斷，由于流過分布電感Ls和勵磁電感的電流通路突然被切斷，其必然會產生反電動勢和，此二反電動勢將與輸入電壓ui一起串聯對分布電容Cs和Cds進行充電。但由于Cs兩端的電壓與電壓基本相等，因此，對分布電容Cds進行充電的電壓正好是輸入電壓ui與反電動勢電壓和三者之和。

到t12時刻，電源開關管Q1已經完全關斷，但二反電動勢和與輸入電壓ui還繼續(xù)對分布電容Cs和Cds進行充電，不過，此時Cds的容量已經變得非常小，因為它表示開關管內部的擴散電容，屬于電阻性質，當開關管完全關斷之后，阻值為無限大（理想情況）。

直到t13時刻，分布電感Ls儲存的磁能量基本被釋放完，二反電動勢和才停止對分布電容Cs和Cds繼續(xù)進行充電；此時，分布電容Cs和分布電容Cds的兩端電壓均達到了最大值，即，加到電源開關管Q1漏極上的電壓達到最大值；而后，分布電容Cs又對原充電回路進行放電，并產生自由振蕩，但由于電源開關管Q1關斷后阻抗為無限大，其放電回路只能通過等效電阻R和勵磁電感進行，所以振幅很快就衰減到0。圖3-c為電源開關管D、S兩端的波形。

在實際應用中，電源開關管Q1的關斷過程，實際上就是開關管的內阻由小變大的過程，把它等效成一個正在充電的電容器，只是為了便于分析，其實質還是一個可變電阻，并且開關管Q1完全關斷之后，其阻抗也不是無限大，它總是有一定的漏電流，因此，開關管的內阻還是應該等效到回路電阻之中的，即：等效電阻R的阻值，時刻都是在變化的。

在圖6-c中，Uda為開關管Q1關斷期間，D、S兩極之間電壓的半波平均值，Uda等于輸入電壓ui（ui=U）與變壓器初級線圈產生反激輸出電壓的半波平均值Upa-之和；Udp為開關管關斷期間D、S兩極之間電壓的峰值。Udp和Uda的值均與占空比有關，當占空比等于0.5時，Uda約等于輸入電壓ui（ui=U）的2倍，而Udp則大于輸入電壓的2倍，并且Udp的值還與漏感Ls的值大小有關，Ls的值越大，Udp的值也越大。

開關變壓器次級線圈輸出電壓的半波平均值Upa和Upa-由下面兩式求得：

（5）式中的uo為正激輸出電壓，其值為：

（7）式中，D為占空比，uo為反激輸出電壓，其值為：

（8）式中，L1、L2分別為開關變壓器初、次級線圈的電感，n為開關變壓器線圈的匝數比，n=N2/N1，Ui為變壓器初級線圈的輸入電壓，Ton為開關管的導通時間，R為等效負載電阻。

值得說明的是，上面（5）～（8）式并沒有把分布電感Ls對輸出電壓的影響考慮在其中。

由于分布電容Cds表示開關管內部的擴散電容，它的容量在Q1的關斷過程中一直在改變（由大變?。虼?，分布電感Ls和勵磁電感產生的反電動勢和對分布電容Cds進行充電時，其電壓上升率并不是完全按正弦曲線規(guī)律變化。另外，由于勵磁電感在數值上遠比分布電感Ls大，因此，和Cs產生自由振蕩的頻率比Ls和Cs產生自由振蕩的頻率低很多。

這里順便指出，圖6-b的波形是很難測量到的，因為分布電感Ls與分布電容Cs產生自由振蕩的過程，基本上都在變壓器內部的分布電感與分布電容之間進行，用儀器很難直接進行測量；但通過測量變壓器次級線圈的波形，也可以間接測量圖6-b中波形的振幅；而圖6-c的波形可以直接進行測量，兩者的振幅均與分布電感Ls的數值大小有關，還與等效電阻R的阻值有關。分布電感Ls的數值越大，振幅也越大，等效電阻R的阻值越大，振幅也越大。

當自由振蕩很強時，自由振蕩會通過電磁輻射的形式給周邊的電路或電子設備造成EMI干擾。這一點在進行開關變壓器設計時務必要注意，應該盡量減小分布電感Ls的數值。

下一講我們進一步通過數學的計算方法來對電路的參數進行詳細分析。