反激式开关电源初讲义级侧部分详解(上)
反激式开关电源设计培训教材(第一节)
•PWM控制芯片(Fairchildsemi的FSDM0265R)
第二章、变压器设计
单端反激开关电源的变压器实质上是一个耦合电感， 它要承担着储能、变压、传递能量等工作。下面对工 作于连续模式和断续模式的单端反激变换器的变压器 设计进行总结。 • 1、已知的参数 根据需求和电路的特点确定，包括：输入电压Vin、输
当0＜K＜1，，此时工作在连续模式
(2.4)
K值的选取最好是当输入电压为230V,电路工作在临界 模式，即K=0,此时的效率是最高的；那么,当输入电压为90V时 ,
电路工作在连续模式， K≈0.25左右。
变换器的初级绕组电流，初级电感量，初级匝数由以下公式
可以求出
(2.5)
(2.6)
(2.7)
为了避免磁芯饱和，应该在磁回路中加入一个适当的气隙， 气隙一般大于0.01Cm，功率大，则气隙要大。由以上可得磁 芯参数：
输入过流保护主要是靠保险管、保险丝绕线电阻的过电流过功 率熔断特性。保险管主要用在高输出功率的电源上，绕线电阻用 在低输出功率的电源上。保险管重要的参数有额定电流、熔断时 间、分断能力，额定电流大、熔断时间长、分断能力低，容易炸 裂管壁，这在安全认证时是不允许的，因此，要尽量选择分断能 力高的保险管；保险丝绕线电阻重要的参数主要是过功率熔断时 间，一般加在电阻两端的电压与电流的乘积为电阻标称功率的25 倍时，要在60S内熔断
反激式开关电源原理
反激式开关电源
目录
一．开关电源总框图：2
二．原理图4
三．电源输入6
四．电源输出6
五．整流桥和滤波电路7
六．漏极钳位保护10
七．反馈电路11
八．输出电路12
九．变压器12
十．PCB13
十一．元件清单14
一．开关电源总框图：
二．原理图
三．电源输入
最小输入交流电压：85V
最大输入交流电压：265V
二极管导通时间：2.69 ms
估计效率：ŋ = 78.0 %
损耗分配因子：0.46 （Z表示次级损耗与总损耗的比值，Z=0表示全部损耗发生在初级，Z=1表示发生在次级）
四．电源输出
输出1：
电压：12V
电流：1A
功率：12W
输出2：
电压：5V
电流：0.1A
功率：0.5W
总功率：Po = 12.5W
五．整流桥和滤波电路
上图为整流桥整流后的波形，交流电50Hz，则周期为T=20mS，tc为二极管导通时间
1．整流桥：
最小直流输入电压：Vdc(min) = 根号2 * Vac(min) = 120.19V
最大直流输入电压：Vdc(max) = 根号2 * Vac(max) = 374.71V 输入功率：Pin = Po / ŋ = 16W
整流桥反向击穿电压
Umax为最大交流输入电压
Ubr >= 468.4V
整流桥有效电流
Umin为最小输入电压
为开关电源功率因数（0.5~0.7，取0.7）
Irms = 0.27A
IAVG = （0.6~0.7）Irms = 0.65 * 0.27 = 0.18A
2．滤波电容
Umin为最小交流输入电压
UImin为最小直流输入电压= Pin / Iavg = 89V 取90V C1 = 37uF
反激式开关电源工作原理及波形分析
反激式开关电源工作原理及波形分析
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反激式开关电源工作时可以简化为下图所示电路：
Mos管控制原边（左侧）电流的通断。
Mos管导通时：
电感充电（实则为建立磁通），副边二极管截止，无电流。
Mos管断开时：
由于电流不同突变（实际上是磁通不能突变），于是在副边形成感应电流，二极管导通。
原边反射电压：
副边有电流流通时，会在原边感应出一个电压（下+上-），叠加在输入电压上。
原边的尖峰电压：
由于漏电感的存在，该部分的磁通没有通过磁芯耦合到副边，因此mos管断开时，会产生很大的电压来维持电流，从而达到维持磁通的目的。
振荡波形：
Mos管关断时尾部有振荡，是由于开关电流工作在断续模式时，能量释放完全后，原边、副边无电流。此时原边的电路可以等效为电源+电感+电容（Mos 管输入电容），发生谐振。
实测波形如下：
（黄色为mos驱动，绿色为mos管的VDS，粉色是原边线圈的电流）
反激式开关电源工作原理及波形分析
反激式开关电源工作时可以简化为下图所示电路：
Mos管控制原边（左侧）电流的通断。
Mos管导通时：
电感充电（实则为建立磁通），副边二极管截止，无电流。
Mos管断开时：
由于电流不同突变（实际上是磁通不能突变），于是在副边形成感应电流，二极管导通。原边反射电压：
副边有电流流通时，会在原边感应出一个电压（下+上-），叠加在输入电压上。
原边的尖峰电压：
由于漏电感的存在，该部分的磁通没有通过磁芯耦合到副边，因此mos管断开时，会产生很大的电压来维持电流，从而达到维持磁通的目的。
振荡波形：
Mos管关断时尾部有振荡，是由于开关电流工作在断续模式时，能量释放完全后，原边、副边无电流。此时原边的电路可以等效为电源+电感+电容（Mos管输入电容），发生谐振。实测波形如下：
（黄色为mos驱动，绿色为mos管的VDS，粉色是原边线圈的电流）
超详细的反激式开关电源电路图讲解
反激式开关电源电路图讲解
一，先分类
开关电源的拓扑结构按照功率大小的分类如下：
10W以内常用RCC(自激振荡)拓扑方式
10W-100W以内常用反激式拓扑(75W以上电源有PF值要求)
100W-300W 正激、双管反激、准谐振
300W-500W 准谐振、双管正激、半桥等
500W-2000W 双管正激、半桥、全桥
2000W以上全桥
二，重点
在开关电源市场中,400W以下的电源大约占了市场的70-80%,而其中反激式电源又占大部分,几乎常见的消费类产品全是反激式电源。
优点：成本低,外围元件少，低耗能，适用于宽电压范围输入,可多组输出.
缺点：输出纹波比较大。(输出加低内阻滤波电容或加LC噪声滤波器可以改善)
今天以最常用的反激开关电源的设计流程及元器件的选择方法为例。给大家讲解如何读懂反激开关电源电路图!
三，画框图
一般来说，总的来分按变压器初测部分和次侧部分来说明。开关电源的电路包括以下几个主要组成部分，如图1
图1，反激开关电源框图
四，原理图
图2是反激式开关电源的原理图，就是在图1框图的基础上，对各个部分进行详细的设计，当然，这些设计都是按照一定步骤进行的。下面会根据这个原理图进行各个部分的设计说明。
图2 典型反激开关电源原理图
五，保险管
图3 保险管
先认识一下电源的安规元件—保险管如图3。
作用：安全防护。在电源出现异常时，为了保护核心器件不受到损坏。
技术参数：额定电压 ,额定电流 ,熔断时间。
分类：快断、慢断、常规
计算公式：其中：Po：输出功率
η效率：(设计的评估值)
Vinmin ：最小的输入电压
反激式开关电源原理
反激式开关电源原理
概述
反激式开关电源是一种常见的电源拓扑结构，广泛应用于电子设备中。它具有高效率、体积小、重量轻、成本低等优势，因此得到了广泛的应用。本文将介绍反激式开关电源的原理、工作方式及其特点。
一、原理
反激式开关电源是一种开关电源的拓扑结构，其基本原理是通过开关管的开关动作，将输入电源的直流电压通过互感器进行转换和隔离，输出所需的稳定直流电压。
反激式开关电源的基本组成部分包括：输入滤波器、整流电路、滤波电容、变压器、开关管、控制电路以及输出滤波电路。
二、工作方式
反激式开关电源的工作过程主要分为两个阶段：导通状态和关断状态。
1. 导通状态：在导通状态下，开关管导通，输入电源的直流电压通过整流电路和滤波电容提供给变压器的一次侧。此时，互感器储存
能量，并将其传递到二次侧。同时，输出滤波电容也开始储存能量，并提供给负载。
2. 关断状态：当开关管关断时，互感器上的电流被强迫改变方向，
从而使能量通过二次侧传递到输出滤波电容和负载。同时，通过控
制电路控制开关管的开关频率和占空比，以实现所需的输出电压稳定。
三、特点
反激式开关电源具有以下特点：
1. 高效率：由于开关管以高频率开关，减少了传统线性稳压电源中
虚耗的能量，使得反激式开关电源的效率较高。
2. 小体积、轻重量：相对于传统线性稳压电源来说，反激式开关电
源的体积更小、重量更轻，适用于一些对体积和重量要求较高的应
用场景。
3. 输出电压稳定性高：通过控制电路调整开关管的开关频率和占空比，可以实现输出电压的稳定性，满足不同负载的要求。
4. 安全可靠：反激式开关电源采用了隔离变压器结构，可以有效地
反激ACDC开关电源设计解析(上)
（上）
彭磊
•10W以内常用RCC(自激振荡)拓扑方式•10W-100W以内常用反激式拓扑（75W以上电源有PF值要求）
•100W-300W 正激、双管反激、准谐振•300W-500W 准谐振、双管正激、半桥等•500W-2000W 双管正激、半桥、全桥•2000W以上全桥
•在开关电源市场中,400W以下的电源大约占了市场的70-80%,而其中反激式电源又占大部分,几乎常见的消费类产品全是反激式电源。
优点：成本低,外围元件少，低耗能，适用于宽电压范围输入,可多组输出.
缺点：输出纹波比较大。(输出加低内阻滤波电容或加LC噪声滤波器可以改善)
•今天以自行车充电器为例，详细讲解反激开关电源的设计流程及元器件的选择方法。
EMI整流滤波变压器次级整流滤波开关器件
PWM 控制IC隔离器件采样反馈
输出
高压区域低压区域
—保险管
•作用：
安全防护。在电源出现异常时，为了保护核心器件不受到损坏。
•技术参数：
额定电压V、额定电流I、熔断时间I^2RT。
•分类：
快断、慢断、常规
•0.6为不带功率因数校正的功率因数估值
•Po输出功率
•η 效率（设计的评估值）
•Vinmin 最小的输入电压
•2为经验值，在实际应用中，保险管的取值范围是理论值的1.5~3倍。
•0.98 PF值
相关知识
•大部分用电设备中，其工作电压直接取自交流电网。所以电网中会有许多家用电器、工业电子设备等等非线性负载，这些用电器在使用过程中会使电网产生谐波电压和电流。没有采取功率因数校正技术的AC-DC整流电路，输入电流波形呈尖脉冲状。交流网侧功率因数只有0.5~0.7，电流的总谐波畸变（THD）很大，可超过100%。采用功率因数校正技术，功率因数值为0.999时，THD约为3%。为了防止电网的谐波污染，或限制电子设备向电网发射谐波电流，国际上已经制定了许多电磁兼容标准，有IEEE519、IEC1000-3-2等。
反激式开关电源讲座(很实用)
反激式开关电源
广东易事特电源股份有限公司
新能源事业部
陈书生
电源的重要性
电源犹如人的心脏，是所有电力设备的动力。
一般由电网供电的电子设备都会有电源模块，可以说，只要从事电子方面的工作，或多或少的都会用到或接触到电源，了解或学习一些电源方面的知识是很有必要的
反激式开关电源
开关电源的种类很多，这里主要与大家一起讨论一下反激式开关电源。
这种电路结构比较简单，在小功率电路中应用非常广泛。
在15kw光伏逆变器中用到的两个电源都是这种结构。
反激式开关电源有三种工作模式:连续模式（CCM），非连续模式(DCM)及临界模式(BCM)。非连续工作模式中，功率管零电流开通，开通损耗小。而副边二极管零电流关断，可以不考虑反向恢复问题，对EMC会有一些好处。但峰值电流较大，原边关断损耗较大。
内容：
♌基本原理
♌设计要点
♌典型波形及回顾
基本原理
♌在开关S导通时，输入电压V i加在变压器初级线圈上，同名端‘•’相对异名端为负，次级二极管D反偏截止。初级电流线性上升（线性电感），变压器作为电感运行。
♌变压器储存能量，此阶段没有能量传到次级，电容单独向负载供电。
on i L t V Ip ⋅=初级电流线性上升，斜率为
在开关管关断时，初级电流I p 达到最大值：
p
i L V dt di =1
变压器在开关管一个导通周期储存的能量为：
f Ip Lp P ⋅⋅⋅=22
122
1Ip Lp E ⋅⋅=开关管关闭后，能量传递给次级。若工作在非连续模式，在开关管再次导通前，初级储存的能量将全部传给次级。输入功率P（即1s内传递的能量）为：
反激式开关电源设计详解(上)教材
NTC的选择依据
Rt Rne
1 1 [ B ( )] T1 Tn
公式中： 1. Rt 是热敏电阻在T1温度下的阻值； 2. Rn是热敏电阻在常温Tn下的标称阻值； 3. B是材质参数(常用范围2000K~6000K)； 4. exp是以自然数 e 为底的指数（ e =2.71828 ）； 5. T1和Tn为绝对温度K（即开尔文温度），K度 =273.15(绝对温度)+摄氏度；
相关知识
关于功率因数
• 功率因数的校正(PFC)主要有两种方法：无源功率 因数校正和有源功率因数校正。
– 无源功率因数校正利用线性电感器和电容器组成滤波 器来提高功率因数、降低谐波分量。这种方法简单、 经济，在小功率中可以取得好的效果。但是，在较大 功率的供电电源中，大量的能量必须被这种滤波器储 存和管理，因此需要大电感器和电容器，这样体积和 重量就比较大也不太经济，而且功率因数的提高和谐 波的抑制也不能达到理想的效果。
（下）
电子科技大学 杨忠孝
开关电源的拓扑结构分类
• 10W以内常用RCC(自激振荡)拓扑方式 • 10W-100W以内常用反激式拓扑（75W以 上电源有PF值要求） • 100W-300W 正激、双管反激、准谐振 • 300W-500W 准谐振、双管正激、半桥等 • 500W-2000W 双管正激、半桥、全桥 • 2000W以上 全桥
反激开关电源各部分单元详细介绍-----次级侧部分(下)
吸收回路
• 吸收的误区 • 1、Buck续流二极管反压尖峰超标，就拼命的在二极管两端加 RC吸收。 这个方法却是错误的。为什么？因为这个反压尖峰并不是二极 管引起的，尽管表现是在这里。这时只要加强MOS管的吸收或 者采取其他适当的措施，这个尖峰就会消失或者削弱。 • 2、副边二极管反压尖峰超标，就在这个二极管上拼命吸收。 这种方法也是错误的，原因很清楚，副边二极管反压尖峰超标 都是漏感惹的祸，正确的方法是处理漏感能量。 • 3、反激MOS反压超标，就在MOS上拼命吸收。 这种方法也是错误的。如果是漏感尖峰，或许吸收能够解决问 题。如果是反射电压引起的，吸收不但不能能够解决问题的， 效率还会低得一塌糊涂，因为你改变了拓扑。
输出过压保护
• 电路的过压保护分两级 • 1、反馈回路的保护，当电压超出设定电压 值反馈回路会将信息反馈到PWM控制IC， 来调节占空比限制输出电压。 • 2、若反馈回路失效，输出末端加稳压二极 管，当输出远高出设定电压，稳压二极管 反向击穿，使输出正负极形成短路，使初 级启动短路保护或熔断保险保护。
优点 成本低，外围元件少，低耗能，可设置多 组输出。 缺点 输出纹波比较大。 弥补缺陷的方法 输出加低内阻滤波电容或加LC噪声滤波器 可以改善
电动自行车电源电路原理图
次级侧电路原理图
次级整流二极管的选型
• 为了降低输出整流损耗，次级整流二极管一般选用肖特基 二极管，肖特基二极管有较低的正向导通压降Vf，能通过 较大的电流。
反激式开关电源设计详解
安规电容之--Y电容
• 单相交流电源输入分为3个端子：火线（L）/零线（N）/ 地线（G）。在火线和地线之间以及在零线和地线之间并 接的电容, 这两个Y电容连接的位置比较关键,必须要符合 相关安全标准, 以防引起电子设备漏电或机壳带电,容易危 及人身安全及生命。它们都属于安全电容,从而要求电容 值不能偏大,而耐压必须较高。 • Y电容主要用于抑制共模干扰 • Y电容的存在使得开关电源有一项漏电流的电性能指标。 • 工作在亚热带的机器,要求对地漏电电流不能超过0.7mA; 工作在温带的机器,要求对地漏电电流不能超过0.35mA。 因此,Y电容的总容量一般都不能超过4700PF（472）。
共模磁芯的选择
• 从前述设计要求中可知，共模电感器要不易饱和， 如此就需要选择低B-H（磁芯损耗与饱和磁通密 度）温度特性的材料，因需要较高的电感量，磁 芯的μi值也就要高，同时还必须有较低的磁芯损 耗和较高的BS（饱和磁通密度）值，符合上述要 求之磁芯材质，目前以铁氧体材质最为合适，磁 芯大小在设计时并没有一定的规定，原则上只要 符合所需要的电感量，且在允许的低频损耗范围 内，所设计的产品体积最小化。 • 因此，磁芯材质及大小选取应以成本、允许损耗、 安装空间等做参考。共模电感常用磁芯的μi约在 2000~10000之间。
共模电感圈数的计算
• • • • • 在本电路中，我们选用的磁芯型号为 TDK UU9.8 磁芯材质PC40 μi值2300 AL值 500nH/N^2
反激式开关电源次级侧部分详解(下) 共27页29页PPT
反激式开关电源次级侧部分详解(下) 共2Βιβλιοθήκη Baidu页
服从真理，就能征服一切事物
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
超详细的反激式开关电源电路图讲解
超详细的反激式开关电源电路图讲解
反激式开关电源电路图讲解
一，先分类
开关电源的拓扑结构按照功率大小的分类如下：
10W以内常用RCC(自激振荡)拓扑方式
10W-100W以内常用反激式拓扑(75W以上电源有PF值要求)
100W-300W 正激、双管反激、准谐振
300W-500W 准谐振、双管正激、半桥等
500W-2000W 双管正激、半桥、全桥
2000W以上全桥
二，重点
在开关电源市场中,400W以下的电源大约占了市场的70-80%,而其中反激式电源又占大部分,几乎常见的消费类产品全是反激式电源。
优点：成本低,外围元件少，低耗能，适用于宽电压范围输入,可多组输出.
缺点：输出纹波比较大。(输出加低内阻滤波电容或加LC噪声滤波器可以改善)
今天以最常用的反激开关电源的设计流程及元器件的选择方法为例。给大家讲解如何读懂反激开关电源电路
图!
三，画框图
一般来说，总的来分按变压器初测部分和次侧部分来说明。开关电源的电路包括以下几个主要组成部分，如图
1
图1，反激开关电源框图
四，原理图
图2是反激式开关电源的原理图，就是在图1框图的基础上，对各个部分进行详细的设计，当然，这些设计都
是按照一定步骤进行的。下面会根据这个原理图进行各个部分的
设计说明。
图2 典型反激开关电源原理图
五，保险管
图3 保险管
先认识一下电源的安规元件—保险管如图3。
作用：安全防护。在电源出现异常时，为了保护核心器件不受到损坏。
技术参数：额定电压 ,额定电流 ,熔断时间。
分类：快断、慢断、常规
计算公式：其中：Po：输出功率
η效率：(设计的评估值)
反激开关电源简介及基本设计方法
可整理ppt
20
初级RCD吸收回路设计
• 吸收回路组成 R C D. • 吸收回路作用：用来吸收变压器初级漏感 • 吸收回路对抑制mos管电压 尖峰，电源EMI、EMC起重要 作用。
可整理ppt
21
初级RCD吸收回路设计
• 二极管选择：一般使用快恢复二极管，耐 压值大于1.2*（Uinmax+Vrcd）
• 滤波电容选择只需要考虑耐压值，纹波， 温升即可。
可整理ppt
23
滤波电容
• 一般滤波电容使用电解电容，但是电解电 容ESR比较大，会造成纹波大，如果纹波 不合要求可以使用多个电解电容并联减小 ESR。
• 电解电容温升会影响寿命，一般Irms不要超 过电容额定值即可。
PFM与PWM反激电源
• PWM模式，变压器可连续可断续，而PFM 模式变压器工作在临界连续模式。
可整理ppt
9返回
电压型与电流型
• 电流型三角波产生是初级线圈电流产生， 电压型三角波是靠三角波发生器产生。
可整理ppt
返10 回
电压型与电流型
• 电压型为一个电压闭环反馈，而电流型为 双闭环反馈（内环为电流型，外环为电压 型）。
• 电流型每个开关周期都对变压器初级电流 监控，其安全性比电压型好，由于增加了 电流内环，动态反应快线性调整率好。
反激式开关电源原理
反激式开关电源原理
反激式开关电源（flyback power supply）是一种常见的开关电源拓
扑结构，广泛应用于电子产品、通信设备以及工业设备等领域。它具有高
效率、体积小、成本低等优点，在现代电子技术中应用非常广泛。下面将
详细介绍反激式开关电源的原理和工作过程。
1.开关管电路部分：开关管（MOSFET或BJT）作为主要开关元件，它
的导通和截止通过控制电压或电流改变。在正半周期内，开关管导通，输
入电源向变压器的一端充电，同时能量储存到变压器的磁场中；在负半周
期内，开关管截止，磁场能量被传递到输出电路中，从而实现电能的转换。
2.变压器电路部分：反激式开关电源中的变压器是一个关键组件，它
负责将输入电源中的能量转换为输出电源所需的电压和电流。变压器的一
端连接开关管，另一端连接输出电路。当开关管导通时，输入电源的能量
通过变压器的互感作用储存到磁场中；当开关管截止时，储存在磁场中的
能量通过互感作用传递到输出电路中。变压器的变比决定了输入电源与输
出电源之间的电压和电流转换关系。
3.输出电路部分：输出电路部分包括整流电路和滤波电路等。在反激
式开关电源中，输出电流的产生是通过变压器传递的磁场能量，经过整流
后得到直流电压。滤波电路则用于去除输出电路中的纹波，保证输出电压
的稳定性。
1.开关管导通状态：当开关管导通时，输入电源的正电压通过变压器
传递给输出电路，同时通过滤波电路获取直流电压。开关管导通的时间很短，通常在几微秒到几毫秒之间。
2.开关管截止状态：当开关管截止时，变压器中储存的磁场能量开始传递到输出电路。变压器中储存的磁场能量通过互感作用将电压和电流传递到输出电路中。通过调整变压器的变比，可以实现输入电压向输出电压的降压或升压转换。