反激变换器辅助电源的设计..

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[整理]UC3844反激开关电源设计.

0 引言随着现代科技的飞速发展，功率器件也不断更新，PWM技术的发展也日趋完善，开关电源正朝着小、轻、薄的方向发展。

由于反激变换器具有电路拓扑简单、输入电压范围宽、输入输出电气隔离、体积重量小、成本低、性能良好、工作稳定可靠等优点，被广泛应用于实际变换器设计中。

以前大多数开关电源采用离线式结构，一般从辅助供电绕组回路中通过电阻分压取样，该反馈方式电路简单，但由于反馈不是直接从输出电压取样，没有与输入隔离，抗干扰能力也差，所以输出电压中仍有2％的纹波，对于负载变化大和输出电压变化大的情况下响应慢，不适合精度较高或负载变化范围较宽的场合。

下面的设计采用可调式精密并联稳压器TL431配合光耦构成反馈回路，达到了更好的稳压效果。

1 UC3844芯片的介绍UC3844是美国Unitrode公司生产的一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片，由该集成电路构成的开关稳压电源与一般的电压控制型脉宽调制开关稳压电源相比具有外围电路简单、电压调整率好、频响特性好、稳定幅度大、具有过流限制、过压保护和欠压锁定等优点。

其内部电路结构如图1所示。

该芯片的主要功能有：内部采用精度为±2．0％的基准电压为5．00V，具有很高的温度稳定性和较低的噪声等级；振荡器的最高振荡频率可达500kHz。

内部振荡器的频率同脚8与脚4间电阻Rt、脚4的接地电容Ct的关系如式(1)所列，即其内部带锁定的PWM(Pulse Width Modulation)，可以实现逐个脉冲的电流限制；具有图腾柱输出，能提供达1A的电流直接驱动MOSFET功率管。

2 电源的设计及稳压工作原理单端反激变换器，所谓单端，指高频变压器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧，并且只有一个输出端；反激式变换器工作原理，当加到原边主功率开关管的激励脉冲为高电平使MOSFET、开关管导通时，整流后的直流电压加在原边绕组两端，此时因副边绕组相位是上负下正，使整流二极管反向偏置而截止，磁能就储存在高频变压器的原边电感线圈中；当驱动脉冲为低电平使MOSFET开关管截止时，原边绕组两端电压极性反向，使副边绕组相位变为上正下负，则整流二极管正向偏置而导通，此后储存在变压器中的磁能向负载传递释放。

30W反激变压器设计

30W反激变压器设计反激变压器（Flyback Transformer）是一种广泛应用于电源供应器中的变压器。

它的特点是可以实现高压变换、隔离和电源回馈控制，适用于各种电力供应器和逆变器应用。

在本篇文章中，将详细介绍30W反激变压器的设计原理和步骤。

首先，我们需要明确设计要求和规格。

根据需求，我们需要设计一个30W的反激变压器。

一般来说，该类型的变压器包括两个主要部分：主变压器和辅助电路。

主变压器用于输出电源的隔离和升降压，而辅助电路则用于控制开关管的导通和关断。

在设计过程中，我们需要考虑以下几个关键参数：1.输入电压和输出电压：根据应用需求，确定变压器的输入和输出电压范围。

2.输出功率：确定变压器的输出功率要求，以决定设计的变压器芯的尺寸和匝数。

3.开关频率：选择适当的开关频率，以确保变压器的效率和稳定性。

4.选择芯式和线圈材料：根据功率和频率要求，选择合适的芯式和线圈材料。

常用的芯式包括EE、EL、EP等。

5.线圈匝数计算：根据输入和输出电压的比例，计算主辅助线圈的匝数。

设计步骤如下：1.确定输入和输出电压：根据应用需求，选择合适的输入电压和输出电压。

2.计算变压比：计算输入和输出电压的比例，确定变压器的变压比。

3.计算输出电流：根据输出功率和输出电压，计算输出电流。

4.计算开关频率：选择适当的开关频率，一般在20kHz至100kHz之间。

5.选择芯式和线圈材料：根据功率和频率要求，选择合适的芯式和线圈材料。

6.计算线圈匝数：根据输入和输出电压的比例，计算主线圈和辅助线圈的匝数。

7.计算变压器的匝数比：根据主辅助线圈的匝数，计算变压器的匝数比。

8.计算变压器的电感：根据输入电压、开关频率和匝数，计算变压器的电感（L）。

9.计算开关管的导通时间：根据变压器的电感和输出电流，计算开关管的导通时间。

10.选择开关管：根据导通时间和输出电流，选择合适的开关管。

11.制作变压器线圈：根据计算得到的匝数和线径，制作主线圈和辅助线圈。

反激式开关电源电路设计

反激式开关电源电路设计一、反激式开关电源的基本原理1.输入滤波电路：用于对输入电压进行滤波，消除噪声和干扰。

2.整流电路：将输入交流电压转换为直流电压。

3.开关变压器：通过变压器实现电压的升降。

4.开关管：通过快速开关控制电源的输出。

5.输出滤波电路：对输出电压进行滤波，减小纹波。

二、反激式开关电源的设计步骤1.确定需求：首先需要确定设计要求，包括输出电压和电流、负载稳定性要求、效率要求等。

2.选择开关管和变压器：根据需求选择合适的开关管和变压器，考虑其最大工作电流和功率损耗。

3.转换频率的选择：根据应用的具体要求，选择合适的转换频率。

较高的频率可以减小变压器的尺寸，但也会增加开关管的功耗。

4.控制电路设计：设计开关管的控制电路，包括驱动电路和保护电路，确保开关管的正常工作和保护电路的可靠性。

5.输出滤波电路设计：设计输出滤波电路，用于滤除输出电压中的高频噪声和纹波，提高稳定性和负载能力。

6.开关电路设计：设计开关电路，确保开关管的快速开关和可靠性。

7.其他辅助电路设计：如过温保护电路、过流保护电路等。

8.电路板布局和布线：根据电路设计和要求进行电路板布局和布线，提高电路的可靠性和稳定性。

9.电路仿真和调试：使用仿真软件对设计的电路进行仿真分析，并进行实际的电路调试，确保电路的可靠性和稳定性。

三、反激式开关电源设计的注意事项1.高效率设计：选择合适的元件和电路设计，减小功率损耗，提高电源的整体效率。

2.稳定性设计：考虑负载稳定性的要求，选择合适的控制策略和滤波电路，提高电源的稳定性和负载能力。

3.保护设计：考虑过温、过流、短路等保护功能的设计，保护电源和负载器件的安全。

4.电磁兼容设计：反激式开关电源中产生的高频噪声易对其他电子设备产生干扰，需要采取适当的电磁屏蔽和滤波措施。

5.安全性设计：合理设置安全保护电路和安全措施，确保电源在故障情况下能够及时切断电源，保护用户的安全。

通过以上步骤和注意事项，可以设计出一台高效、稳定、安全的反激式开关电源，满足不同应用领域的需求。

反激辅助电源单板硬件设计计算书

辅助电源单板硬件详细设计项目名称：NXm150KVAUPS项目编号：7704929_____ 审核(项目经理)：__________日期：__________ 批准(开发经理)：__________日期：__________更改信息登记表单板设计项目总目录(没有涉及的部分就不出现)摘要：（简述本单板对应的整机及在整机中的作用）辅助电源为一反激式DC/DC变换器，为整机提供工作电源。

关键词：辅助电源、反激变换UHRF3S67M3单板原理图项目名称：NXm150KVAUPS项目编号：7704929_____ 拟制：------------------------日期：-------------------- 审核：------------------------日期：--------------------辅助电源共有2级变换，均为反激变换器，前级取电自机器母线电压，输出24V供给驱动板、风扇调速电路、监控板。

后级变换器的输入为前级变换器输出的+24V，输出＋15V、-15V供给检测板、DSP板，由于采用了＋24VBUS母线，当单块辅助电源板的前级没有输入时，后级变换器能够从+24 BUS上取电，从而产生＋15V、—15V供给本机的检测板及DSP板工作。

3.电路原理图辅助电源单板设计计算书项目名称：NXm150KVAUPS 项目编号：7704929_____ 拟制：------------------------日期：-------------------- 审核：------------------------日期：--------------------关键词：反激变换器摘要：一、设计遵从的规范、标准或依据□ Rank Mount 规格书□ Rank Mount 总体设计方案 □ S0A03<器件选用规范>二、单板技术条件( 即本功能电路的设计指标，输入条件，输出条件，实现的主要目的) 电路设计指标：工作频率：120K Hz电路拓扑结构采用两级反激式变换器，以较低的成本实现多路输出，工作方式随负载条件变化。

基于峰值电流控制的反激变换辅助电源设计

应用领域中考虑的重要方面。单端反激式变换电路由于其小体积、重量、效率、轻高线路简单可靠而成为目前大功率高频开关电源中辅助电源的首选。
开关电源通常分为电压控制型和电流控制型两种。其中，电压控制型为单闭环电压控制，系统响应较慢，达到较高的线性调整率精度。电流控制型为电难压电流双闭环控制系统，容易不受约束得到大的开较
２ＤｅｔｏｅｔｉａｎｉｅｒｇＨａｂｎＩｓｉｕｅｏｃｎｌｇ，ｒｉ５０１Ｃｈｎ）．ｐ．ｆＥｌｃｒｌＥｇｎｅｉ，ｒｉｎｔｔｔｆＴｅｈｏｏｙＨａｂｎ１００，ｉａｃｎＡｂｔａｔｔｐｅｅｔｉｇｅｅｄｆｂｃｏｖｒｅｔＷＯｏｔｕｓｂｓｄｏｓｒｃ：Ｉｒｓｎｓａｓｎｌ－ｎｌａｋｃｎｅｔｒｗｉｔｕｐｔａｅｎＵＣ３４．ｅｃｒｕｔｕｅｅｋｃｒｅｔｙｈ８４Ｔｈｉｃｉｓｓｐａｕｒｎｃｎｏｉｇｍｅｈｄ，ｏｅｈｒｗｉｎｅ－ｏｔｇｒｔｃｉｎＴｈｓｋｎｆｐｗｅｕｐｙｃｎｂｓｄｉＧＢＴｒｅａｄａｈｅｓｒｔｏｔｇｔｅｔｕｄｒｖｌｅｐｏｅｔ．ｉｉｄｏｏｒｓｐｌａｅｕｅＩｎｈａｏｎｄｉ，ｎｓｔｅｖａｘｌｒｏｒｓｕｃｆｈｇｏｔｇａｇｏｒｓｐｌ．ｔｐｅｅｔｈｃｅｎｈｒｃｉａｖｆｒｉｈｘｅｉｕｉａｙｐｗｅｏｒｅｏｉｈｖｌａｅｌｒｅｐｗｅｕｐｙＩｒｓｎｓｔｅｓｈｍｅａｄｔｅｐａｔｌｉｃｗａｅｏｍｎｔｅｅｐｒ—

反激变换器辅助电源的设计

反激变换器辅助电源的设计1.输入电压范围：反激变换器一般能够适应较宽的输入电压范围，因此需要确定工作的输入电压范围。

根据应用需求和输入电源情况选择合适的电压范围。

同时，要考虑输入电压波动对输出电压的影响，选择合适的电压波动容忍度。

2.输出电压和电流：根据应用需求，确定输出电压和电流的额定值。

同时要考虑输出电压和电流的变动范围，以及在变压器和输出电路中所需要的保护电路。

3.变压器设计：反激变换器中的关键部分是变压器，变压器的设计需要根据输入和输出电压进行匹配。

变压器的设计要根据工频、磁通密度和功率因数等考虑。

同时，要合理选择变压器的结构和材料，以确保变压器的安全性和高效性。

4.开关元件选择：反激变换器的开关元件一般为功率MOSFET，选择合适的开关元件需要考虑工作电压和电流、开关速度和损耗等因素。

同时，要考虑开关元件的散热问题，选择合适的散热方式。

5.输出电路设计：反激变换器的输出电路一般包括整流、滤波和稳压等部分。

整流部分需要根据输出电压和电流选择合适的整流电路，滤波部分要根据输出电压的纹波要求选择合适的电容和电感。

稳压部分可以采用反馈控制，通过调整开关元件的工作周期来实现电压稳定。

6.保护电路设计：反激变换器的保护电路一般包括过流保护、过压保护和过温保护等。

过流保护可以通过电流测量和反馈控制来实现，过压保护可以通过电压检测和反馈控制来实现，过温保护可以通过温度传感器和控制电路来实现。

7.稳定性分析：反激变换器的稳定性分析是设计中重要的一环，需要考虑稳定性的条件和评估交流增益。

可以通过利用伯德图、根轨迹和频率响应来进行分析。

在反激变换器设计完成后，需要进行实验验证和性能测试。

通过实验可以验证设计的正确性和可靠性，并对性能进行测试。

测试内容包括输入输出特性测试、效率测试、纹波测试、稳定性测试和保护功能测试等。

综上所述，反激变换器辅助电源的设计是一个较为复杂的工作，需要考虑多个关键因素，并进行合理的选型和设计。

基于UC28C45 的反激式辅助电源电路设计

Science and Technology &Innovation ┃科技与创新·155·2018年第04期文章编号：2095－6835（2018）04－0155－02基于UC28C45的反激式辅助电源电路设计＊黄建明，薛慧杰（北京建筑大学电气与信息工程学院，北京100044）摘要：以高性能固定频率电流型控制器UC28C45及金属氧化物半导体场效应管FQA9N90C 为主要控制部分，设计了一种交流输入380V 、输出为一路直流电压24V 和两路直流电压11V 的反激式辅助电源电路。

对反激电路原理进行了分析，设计了高频变压器，最后通过实验测试得到了期望的直流输出电压，满足了电路设计要求。

关键词：变流器；辅助电源；反激式；微电网中图分类号：TD605文献标识码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2018.04.155各国政府面对能源耗尽、环境污染的危机，投入巨额资金进行新能源的发展研究。

因此，微电网应运而生，变流器控制技术是交直流混合微电网研究中的一个重要方向，而微网互联变流器是交直流混合微网的接口，其运行方式要求辅助电源具有较高的稳定性。

因此，变流器辅助电源的设计具有非常重要的意义。

本文设计了一个基于UC28C45的反激式辅助电源电路，以满足互联变流器的运行需求。

1UC28C45简介电流型控制器种类繁多，本文设计中所选为UC28C45。

UC28C45是Unitrode 公司生产的一种高性能固定频率电流型控制器，包含误差放大器、PWM 比较器、PWM 锁存器、振荡器、内部基准电源和欠压锁定等单元，其结构图如图1所示。

UC28C45外部有8个引脚：引脚1是误差放大器的输出端；引脚2是反馈电压输入端；引脚3是电流检测输入端；引脚4是定时端，内部振荡器的工作频率由外接的阻容时间常数决定，f =1.72（Rt ×Ct ），上电后，形成一个锯齿波电压；引脚5是公共地端；引脚6是推挽输出端，输出的频率是振荡频率的1/2；引脚7是Vcc 工作电源；引脚8是5V 基准电压输出端。

反激辅助电源变压器设计

GPT302220B 辅助电源变压器设计
1、输入基本参数： Vin-min =150VDC, 2、输出基本参数： V01=+15V/0.3A,
Vin_max=450VDC,
Vin_nom=350VDC
V02=-15V/0.1A, V03=+7V/0.5A, V04=+7V/0.1A
额定输出功率 ≈10W,效率≈75%，输入功率≈15W 3、参数：磁芯：EFD25，Ae≈55MM2,开关频率≈80KHZ,最大占空比 DMAX≈0.7 MOSFET:900V/4A, 二极管 US1K:800V/1A, TVS 二极管 250V 4、计算过程：主反馈+15V，取 NV0=150V，Vds_max=Vin_max(450V)+NVo(150V)+Vpp(100) 700V 匝比 N=10 取 Vin=Vin_nom=350V 时,变压器工作于临界连续模式,即: Vin_nom*Dnom*Ts=Nvo(1-Dnom)Ts Dnom=0.3 Vin=Vin_min=150V 时,变压器工作于连续模式,即 Vin_min*Dmax*Ts=Nvo(1-Dmax)Ts Dmax=0.5 根据临界连续模式能量完全传递,即: 1 Lp*Ip*fs=Po/0.75=Pin≈15W 2 Vin_nom*Dnom*Ts=Lp*Ip≈1312.5u Lp≈4.6mH, Ip≈0.285A Lp=4.0mH±10%,Ip=0.33A
① ②Βιβλιοθήκη 取根据连续模式能量传递方程,有: (
1 1 Lp*I2p.max- Lp*I2p.min)*fs=Pin≈15W 2 2
③
Vin.min*Dmax*Ts=Lp*△Ip=Lp*(Ip.max-Ip.min)≈937.5u Ip.max=0.3172A≈0.32A Ip.min=0.0828≈0.083A 根据:

反激变换器辅助电源基本设计关系

I1
=
Po ηDU i
D = Po = Po D ηUi D ηk
次级电流有效值
I2 =
Io 1− D
次级交流电流有效值
(10) （11）
I 2ac =
I
2 2
−
I
2 o
晶体管在截止时承受的电压（式（5））
U DS
= Ui
+ nU o
= Ui
+
n
(1
D − D)n
U
i
= Ui 1− D
（12）（13）
Ii
=
Po ηU i
(7)
当电感电流连续时(图2(a)),晶体管流过电流的峰值
I QP
=
I ip
= Po ηDU i
+ UiT 2L1
D
(8)
次级峰值电流,即二极管峰值电流
I DP
=
I2p
=
Io 1− D
+
U oT 2L2
(1 −
D)
(9)
一般选取脉动分量时脉冲中值的1/5，有效值忽略脉动分量。变压器初级电流的有效值为
U ( BR) DS
≥ (1.2 ~ 1.4) U i max 1 − Dmin
（15）
如果已经选择了晶体管，击穿电压已知，因此在最高输入电压时由式（8）得到最小
占空比必须满足
( ) Dmin
≤ 1−
1.2 ~ 1.4 U i max U ( BR)DS
（16）
如果空载进入断续状态，开关管承受的电压为
次级电流变化量
∆i2
= (i2 max
− i2 min ) =
Uo L2

反激式辅助电源设计原理

（31）
其中初级因ts损失的功率和漏感损失的功率分别为
2 1 Ts Ls I1 p f nU o 1 2 P = I1 p nU o ⋅ = ⋅ 和 Ps = Ls I1 p f 2 2 T 2 U z − nU o ' 1
由式（ 31 ）可见， Ls 越大，损耗越大，则效率越低。如果 Uz 越高， tc 越小，则损耗也越小。由式 (27a) （ 27b ）可见，输出功率反比于电感量和开关频率。如果输入或输出电压很低（例如 5V 以下），要提高输出功率，必须降低开关频率和电感量。但是在生产线上要制造 1µH 以下电感是无法保证较小误差，因为杂散电感和漏感与你需要的电感可以比较。一般在 3µH 以上，因此必须降低开关频率。所以，低电压反激一般功率限制在 50W 以下。在要求适应输入电压从交流 85V～264V（直流 92V～370V）的反激变换器中，无法决定额定工作电压。如果初级电感 L1 、输出功率 Po 和工作频率决定之后，由式（ 27a ）可见， U’=UiD=UimaxDmin为常数，如果芯片的最大占空度为Dmax，最低输入电压Uimin时为临界连续，则有 U ' = U i min Dmax （32）于是初级与次级匝比为
D1 D2
N1 C1
N2
S L1
图 3 反激变换器的无损缓冲电路
压箝位，或加一个无损缓冲电路（图 3 ），将漏感能量返回电源。如果采用稳压管箝位，当晶体管关断瞬时，变压器各线圈电势反号，次级二极管导通，同时漏感能量迫使箝位稳压管（ U z ）导通，漏感上电压为
U s = U z − n(U o + U d 2 )
U i2TD 2η U i2 D 2η Uo = = 2 L1 I o 2 L1 fI o

宽输入范围大功率双管反激辅助电源设计

宽输入范围大功率双管反激辅助电源设计徐纪太;黄传东;夏东伟;高斌【摘要】传统单管反激变换器由于开关管电压应力大、效率低等缺陷,难以应用于高压宽范围输入、大功率电源中.而双管反激变换器主开关电压应力为输入电压的一半,变压器原边无需RCD吸收电路,具有宽输入范围、高压、大功率、高效的优点.文中设计了一款输入100 V～400 VDC、输出24 V/6 A直流的高效率电源,并通过样机实验验证了上述特点.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2015(032)006【总页数】3页(P117-119)【关键词】双管反激;宽输入;变换器【作者】徐纪太;黄传东;夏东伟;高斌【作者单位】青岛大学自动化工程学院,山东青岛266071;青岛大学自动化工程学院,山东青岛266071;青岛大学自动化工程学院,山东青岛266071;青岛大学自动化工程学院,山东青岛266071【正文语种】中文【中图分类】TN861 概述反激变换器由于其结构简单、成本低廉等优点，广泛应用于中小功率辅助电源中。

但是，反激变换器开关管两端电压约为输入电压的2倍；并且反激变换器的输出中有较大的纹波电压，限制了其在高压输入以及大功率场合中的应用。

双管反激电路开关管电压应力仅为输入电压，变压器漏感能量回馈到输入侧，无需RCD缓冲电路。

这使其可应用于输入高压、宽输入电压范围、大功率、对效率性能要求较高的辅助电源中。

本文基于双管反激电路设计的辅助电源技术参数为：输入电压直流100 V～400 V；单路输出24 V／6 A；输出电压精度K≤1%；开关频率f s=130 k Hz；效率η=90%；具有输出短路、过压保护功能。

2 主电路设计图1为设计开关电源的主电路拓扑。

两个场效应管S1、S2将直流输入与高频变压器连接起来。

S1、S2同时导通、关断；导通时将能量储存在磁路中；关断时，将能量传送到负载。

变压器漏感能量通过交叉连接的二极管D1、D2反馈回输入中，并把S1、S2两端的电压钳位到输入电压值与二极管导通电压之和。

反激式(RCD)开关电源原理及设计

反激式(RCD)开关电源原理及设计[导读]因该电源是公司产品的一个配套使用，且各项指标都不是要求太高，故选用最常用的反激拓扑，这样既可以减小体积（给的体积不算大），还能降低成本，一举双的！反激拓扑的前身是Buck-Boost变换器，只不过就是在Buck-Boost变换器的开关管和续流二极管之间放入一个变压器，从而实现输入与输出电气隔离的一种方式，因此，反激变换器也就是带隔离的Buck-Boost变换器。

先学习下Buck-Boost变换器：工作原理简单介绍下1.在管子打开的时候，二极管D1反向偏置关断，电流Is流过电感L，电感电流IL线性上升，储存能量！2.当管子关断时，电感电流不能突变，电感两端电压反向为上负下正，二极管D1正向偏置开通！给电容C充电及负载提供能量！3.接着开始下个周期！从上面工作可以看出，Buck-Boost变换器是先储能再释放能量，VS不直接向输出提供能量，而是管子打开时，把能量储存在电感，管子关断时，电感向输出提供能量！根据电流的流向，可以看出上边输出电压为负输出！根据伏秒法则Vin*Ton=Vout*ToffTon=T*DToff=T*（1-D）代入上式得Vin*D=Vout*（1-D）得到输出电压和占空比的关系Vout=Vin*D/（1-D）看下主要工作波形从波形图上可以看出，晶体管和二极管D1承受的电压应力都为Vs+Vo（也就是Vin+Vout）；再看最后一个图，电感电流始终没有降到0，所以这种工作模式为电流连续模式（Ccm 模式）。

如果再此状态下把电感的电感量减小，减到一定条件下，会出现这个波形！从上图可以看出，电感电流始终降到0后再到最大，所以这种模式叫不连续模式（DCM 模式）。

把上边的Buck-Boost变换器的开关管和续流管之间加上一个变压器就会变成反激变换器！还是和上边一样，先把原理大概讲下：1.开关开通，变压器初级电感电流在输入电压的作用下线性上升，储存能量。

反激式开关电源辅助电路设计

反激式开关电源辅助电路设计反激式开关电源是一种常见的电源设计，常用于电子设备中。

为了提高开关电源的性能和稳定性，通常需要设计一些辅助电路来实现。

本文将介绍反激式开关电源辅助电路的设计原理和实施方法。

我们来了解一下反激式开关电源的工作原理。

反激式开关电源由输入电源、变压器、整流电路、滤波电路、开关管和控制电路等组成。

其中，开关管通过开关动作来控制输入电源与变压器的耦合，从而实现输入电源能量的传递。

为了提高开关电源的效率和稳定性，需要设计一些辅助电路来辅助实现开关管的控制和滤波。

一、过压保护电路过压保护电路是反激式开关电源中重要的辅助电路之一。

其作用是在输出电压超过设定值时，通过控制开关管的导通和断开来保护负载和开关管。

过压保护电路通常由比较器、参考电压源和控制电路等组成。

当输出电压超过设定值时，比较器会检测到这一变化，并通过控制电路来控制开关管的动作，从而实现过压保护的功能。

二、过流保护电路过流保护电路也是反激式开关电源中常用的辅助电路之一。

其作用是在输出电流超过设定值时，通过控制开关管的导通和断开来保护负载和开关管。

过流保护电路通常由电流传感器、比较器和控制电路等组成。

当输出电流超过设定值时，电流传感器会检测到这一变化，并通过控制电路来控制开关管的动作，从而实现过流保护的功能。

三、温度保护电路温度保护电路是为了防止开关电源因过热而损坏而设计的辅助电路。

温度保护电路通常由温度传感器、比较器和控制电路等组成。

当温度传感器检测到开关电源的温度超过设定值时，比较器会发出信号，并通过控制电路来控制开关管的动作，从而实现温度保护的功能。

四、软起动电路软起动电路是为了减小开关电源启动时的冲击电流而设计的辅助电路。

软起动电路通常由电容器、电阻器和继电器等组成。

在开关电源启动时，软起动电路会通过控制继电器的动作来实现对电源的逐渐接入，从而减小冲击电流的影响。

以上是反激式开关电源辅助电路的一些常见设计。

在实际应用中，根据具体的需求和要求，可能还需要设计其他辅助电路来满足特定的功能和性能要求。

光伏逆变器中反激式辅助开关电源的设计

光伏逆变器中反激式辅助开关电源的设计摘要：光伏逆变器系统需要稳定、高效的辅助电源，因此对该电源的设计方法、工作原理加以分析显十分重要。

在对其进行系统化分析的基础上，使用TOP258智能开关电源芯片，设计出多路隔离的反激式辅助开关电源，用作为光伏逆变器的辅助电源。

其具有的体积小、效率高等优点，可以很好的满足光伏逆变器的使用需求。

关键词：反激式变换器；多路隔离；辅助开关电源；光伏逆变器科学技术的飞速发展，为人类社会的物质生活水平的提升奠定了良好的基础，随之产生的问题也逐渐呈现出来，对于能源的短缺以及环境污染问题被世界国家更加重视，如今，清洁以及安全的光伏发电技术已作为重要研究课题。

在光伏发电系统中，光伏逆变器是其重要构成部分，其自身的安全、高效运行成为了重要基础。

因为逆变器本身系统的特殊性，致使其控制系统以及通信系统等要求使用±15V及5V等多路隔离电源，所以设计一个结构简单、安全可靠、性能优越的辅助电源对光伏逆变器的运行有着至关重要的影响，确保运行的安全性和效率成为了人们考虑的首要因素。

与此同时，在一般情况下，控制电路与功率MOSFET分开结构的反激式开关电源系统，具有运行成本高、开发周期长的特点，其结构的复杂性同时也增加了使用难度，降低了使用效率。

PowerIntegrations公司推出的第五代开关电源芯片TOP258，具有诸多优点，它将结合自启动电路、维系电路、PWM控制电路以及功率MOSFET等在一块，让得系统更加简单，运行成本降低，运行高效稳定。

故本设计将TOP258作为开关电源控制器，在此基础上开展设计和研究。

1 对TOP258开关电源控制器概述所谓TOP258，其为一款集成式开关电源芯片，可以把控制引脚输入电流转化成高压功率MOSFET开关输出的占空比。

按照器件的固有特性，MOSFET开关输出电压的占空比随着控制脚输入电流的增加而降低。

对于TOP258芯片来讲，其优点较多，不但拥有高压启动、自动重启、周期电流限制以及热关断等特点，还具备其他设计灵巧、减少运行成本以及增加电源性能等优点[1]。

反激式变换器原理设计与实用

反激式变换器原理设计与实⽤反激式变换器原理设计与实⽤1、引⾔反激式转换器⼜称单端反激式或“BUCK-BOOST”转换器，因其输出端在原边绕组关断时获得能量故⽽得名。

在反激变换器拓扑中，开关管导时，变压器储存能量，负载电流由输出滤波电容提供；开关管关断时，变压器将储存的能量传送到负载和输出滤波电容，以补偿电容单独提供负载电流时消耗的能量。

其优点如下：a、电路简单，能⾼效提供多路直流输出，因此适合多组输出要求；b、输⼊电压在很⼤的范围内波动时，仍可有较稳定的输出，⽬前⼰可实理交流输⼊85-265V间，⽆需切换⽽达到稳定输出的要求；c、转换效率⾼，损失⼩；d、变压器匝数⽐值⼩。

2、反激变换器⼯作原理以隔离反激式转换器为例（如右图），简要说明其⼯作原理：当开关管VT 导通时，变压器T初级Np有电流Ip，并将能量储存于其中（E=Lp*Ip2/2）。

由于初级Np与次级Ns极性相反，此时次级输出整流⼆极管D反向偏压⽽⽌，⽆能量传送到负载。

当开关管VT关断时，由楞次定律：（感应电动势E=—N Δ∮/ΔT）可知，变压器原边绕组将产⽣⼀反向电动势，此时输出整流⼆极管D正向导通，负载有电流Il流通。

由图可知，开关管Q导通时间Ton的⼤⼩将决定IP、Vds的幅值为Vds（max）=Vin/1-Dmax。

（其中Vin:输⼊直流电压；Dmax：最⼤占空⽐Dmax=Ton/T）。

由此可知，想要得到低的漏极电压，必须保持低的Dmax，也就是Dmax<0.5，在实际应有中通常取Dmax=0.45，以限制Vds（max）≦2Vin。

开关管VT导通时的漏极⼯作电流Id，也就是原边峰值电流Ip，根据能量守恒原则即原副边安匝数相等NpIp=NsIs可导出等式：Id=Ip=Il/n。

因Il=Io，故当Io⼀定时，匝⽐N的⼤⼩即决定了Id的⼤⼩。

原边峰值电流Ip也可⽤下⾯公式表⽰：Ip=2Po/(n*Vin*Dmax)(n转换器的效率)。

反激式开关电源变压器设计步骤及公式

反激式开关电源变压器设计步骤及公式(4种计算方法比较)1.确定已知参数: （主要PWM方式）确定已知参数:（主要RCC方式）来自现代高频开关电源实用技术1,确定系统规格输出功率:输入功率: P୧=୔౥஗输入平均电流: Iୟ୴୥ൌ୔౟୚౟౤ሺౣ౟౤ሻ同左边占空比D୫ୟ୶=୲౥౤୘=0.5 f୫୧୬:25KHz输入直流电压Vୈେ=√2Vୟୡ在了解输出功率后确定所需磁芯A p=A e*A w（cm4）Ae:磁芯中心柱横截面积(cm2)；A w:磁芯窗口面积(cm2)最小AC输入电压:V ACMIN,单位:V最大AC输入电压:V ACMAX,单位:V输入电压频率:f L,50Hz or 60Hz输出电压:V O,最大负载电流:I O输出功率:P O,单位:WIo:Po=Vo*Ioη:0.85P୧ൌP୭η2.峰值电流1T=10000G s输入峰值电流:I୔୏ൌ୏כ୔౥୚౟౤ሺౣ౟౤ሻ对于BUCK(降压),推挽,全桥电路K=1.4对于半桥和正激K=2.8对于Boost,BUCK-Boost和反激K=5.5 I୮ൌ2כP୭כTηכV୧୬ሺ୫୧୬ሻכt୭୬A e*A w>୔౥כଵ଴లଶכ஗כ୤౩כ୆ౣכஔכ୏ౣכ୏ౙ(cmସ) ；Ae是磁芯截面积（cm2）,Aw是磁芯窗口面积（cm2）；f的单位为Hz，Bm的单位为Gs，取(1500)不大于3000Gs，δ导线电流密度取:2～3A/mmଶ ，K୫窗口填充系数取0.2～0.4，Ｋc磁芯填充系数，对于铁氧体该值取1I୅୚ୋൌP୧V୧୬୫୧୬I୔୏ൌIୟ୴୥D୫ୟ୶כ2T୭୬ൌଵ୤D୫ୟ୶(uint:µs)1S=106µsL୔ൌ୚౟౤ౣ౟౤כ୘౥౤୍ౌే(µH)3.计算初级电感因所以t୭୬ൌDכTൌଵଶכ୤若f取25KHz,则t୭୬为20μS选磁芯也可用公式Fosc<50KHz S=1.15*√Po(cmଶሻFosc<60KHz S=0.09*√Po(cmଶሻFosc>=60KHz S=0.075*√Po(cmଶሻNPൌ୐ౌכ୍ౌే୼୆כ୅౛כ10଺L P:mH; ΔB:260mT;A e:mm2NsൌሺV୭൅Vୈሻכሺ1െD୫ୟ୶ሻכN୔V୧୬୫୧୬כD୫ୟ୶NaൌሺVୟ൅Vୟୈሻכሺ1െD୫ୟ୶ሻכN୔V୧୬୫୧୬כD୫ୟ୶L ୔=୚౟౤ሺౣ౟౤ሻכୈ୍ౌేכ୤౥౩ౙ其中L 单位:H f:Hz 电压:V, 电流:A匝比：n=୚౥୚౟౤ሺౣ౟౤ሻ=୒౩୒౦4. 计算初级匝数初级电感:L ୮ൌ୚౟౤ሺౣ౟౤ሻכ୲౥౤୍౦检验磁芯正规名牌磁性材料的Bm 不得大于3000Gs ，国产杂牌不大于2500Gs 更保险A ୐值是在磁芯上绕1000匝测得(美国)则N ୔ൌ1000ට୐ౌ୅ై此式中L ୔单位为mH变压器次级圈数：Ns>୬כ୍౦כ୐౦ୗכ୆ౣ*10଻其中S 为磁芯截面积，Ｂ୫值为3000Gs若A ୐值是用100匝测得且单位是nH/N ଶ,则N ୔ൌ100ට୐ౌ୅ై此式中L ୔单位为mH,A ୐单位为mH/N ଶ,在计算时要将A ୐的值由nH 转换为mH 后再代入式中计算;例如:某A ୐值为1300 nH/N ଶ, L ୔值为2.3mH,则A ୐=1300nH/N ଶ=1.3 mH/N ଶ代入中计算得N ୔为133T 初级匝数为:Np=୒౩୬B(max) = 铁心饱合的磁通密度(Gauss)Lp = 一次侧电感值(uH) Ip = 一次侧峰值电流(A) Np = 一次侧(主线圈)圈数 Ae = 铁心截面积(cm2 )B(max) 依铁心的材质及本身的温度来决定，以TDK Ferrite Core PC40为例，100℃时的B(max)为3900 Gauss ，设计时应考虑零件误差，所以一般取3000~3500Gauss 之间，若所设计的power 为Adapter(有外壳)则应取3000 Gauss 左右，以避免铁心因高温而饱合，一般而言铁心的尺寸越大，Ae 越高，所以可以5. 匝比n=୒౩୒ౌ=୚౥୚౟౤ሺౣ౟౤ሻ晶体管的基极电流I ୆=୍౦୦ూు6. 次级绕组匝数N ୱ=N ୔*n N ୱଵ=୒౦כሺ୚౥ା୚ౚሻכሺଵିୈౣ౗౮ሻ୚౟౤ሺౣ౟౤ሻכୈౣ౗౮多路输出时N ୱ୶=ሺ୚౥౮ା୚ౚ౮ሻכ୒౩భ୚౥భା୚ౚభ其中x 代表几路I ୆୰୫ୱൌI ୆√27. 原边供电绕组N ୟ=N ୱכ୚౗୚౥在多路输出时Vo 为主输出电压计算线径（包括初级次级）同左边8. 选择磁芯型号要满足,磁芯中心柱截面积S=0.09*√Po (cm ଶሻ或满足公式A୔=A ୣכA ୵ൌ୔౥כଵ଴లଶכ஗כ୤౩כ୆ౣכஔכ୏ౣכ୏ౙ(cm ସ ) ；Ae 是磁芯截面积（cm 2）,Aw 是磁芯窗口面积（cm 2）；f 的单位为Hz ，Bm 的单位为Gs ，取(1500)不大于3000Gs ，δ导线电流密度取:2～3A /mm ଶ ，K ୫窗口填充系数取0.2～0.4，Ｋc 磁芯填充系数，对于铁氧体该值取1做较大瓦数的 Power 。

反激式开关电源的设计计算

反激式开关电源的设计计算一、反激式开关电源变换器：也称Flyback变换器，是将Buck/Boost变换器的电感变为变压器得到的，因为电路简洁，所用元器件少，成本低，是隔离式变换器中最常用的一种，在100W以下AC-DC变换中普遍使用，特别适合在多输出场合。

其中隔离变压器实际上是耦合电感，注意同名端的接法，原边绕组和副边绕组要紧密耦合，而且用普通导磁材料铁芯时必须有气隙，以保证在最大负载电流时铁芯不饱和。

二、AC-DC变换器的功能框图：交流220V电压经过整流滤波后变成直流电压V1，再由功率开关管（双极型或MOSFET）斩波、高频变压器T降压，得到高频矩形波电压，最后通过整流滤波器D、C2，获得所需要的直流输出电压V o。

脉宽调制控制器是其核心，它能产生频率固定而脉冲宽度可调的驱动信号，控制功率开关管的通断状态，来调节输出电压的高低，达到稳压目的；锯齿波发生器提供时钟信号；利用误差放大器和比较器构成闭环调节系统。

三、设计步骤：1.基本参数：交流输入电压最小值Umin交流输入电压最大值Umax电网频率Fa：50Hz或60Hz开关频率f：大于20kHz，常用50kHz～200kHz输出电压V o输出功率Po损耗分配系数Z ：代表次级损耗与总损耗的比值，一般取0.5电源效率k ：一般取75～85%。

低电压（5V 以下）输出时，效率可取75%，高压（12V 以上）输出，效率可取85%；中等电压（5V 到12V 之间）输出，可选80%。

2. 确定输入滤波电容Cin ：对于宽范围交流输入（85～265Vac ），C1/Po 的比例系数取2～3，即每输出1W 功率，对应3uF 电容量对于100V/115V 交流固定输入，C1/Po 的比例系数取2～3，即每输出1W 功率，对应3uF 电容量对于230V ±35V 交流固定输入，C1/Po 的比例系数取1，即每输出1W 功率，对应1uF 电容量若采用100V/115V 交流倍压输入方式，需两只容量相同的电容串联，此时C1/Po 的比例系数取23. 直流输入电压最小值Vimin 的计算：in C a O i kC t F P u V ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−−=21222min min 其中：tc 为整流桥的响应时间，一般为3ms也可以由要求的直流输入电压最小值Vimin 来反推需要的输入滤波电容Cin 的精确值：)2(2122min 2min i C a O in V u k t F P C −⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−= 4. 确定初级感应电压Vor ：对于宽范围交流输入（85～265Vac ），初级感应电压V or 取135V对于100V/115V 交流固定输入，初级感应电压V or 取60V对于230V ±35V 交流固定输入，初级感应电压V or 取135V5. 确定钳位二极管反向击穿电压Vb ：高温大电流下二极管钳位电压要高于标称值，所以选用TVS 钳位电压Vb=1.5V or对于宽范围交流输入（85～265Vac ），钳位二极管反向击穿电压Vb 取200V对于100V/115V 交流固定输入，钳位二极管反向击穿电压Vb 取90V对于230V ±35V 交流固定输入，钳位二极管反向击穿电压Vb 取200V当功率开关管关断而次级电路处于导通状态时，次级电压会感应到初级上，感应电压V or 就与Vi 叠加后加到开关管漏极上，与此同时初级漏感也释放能量，并在开关管漏极上产生尖峰电压VL 。

反激式开关电源变压器设计步骤（重要）

反激式开关‎电源变压器‎设计反激式变压‎器是反激式‎开关电源的‎核心，它决定了反‎激式变换器‎一系列的重‎要参数，如占空比D‎，最大峰值电‎流，设计反激式‎变压器，就是要让反‎激式开关电‎源工作在一‎个合理的工‎作点上。

这样可以让‎其发热量尽‎量小，对器件的磨‎损也尽量小‎。

同样的芯片‎，同样的磁芯‎，若是变压器‎设计不合理‎，则整个开关‎电源性能会‎有很大的下‎降，如损耗会加‎大，最大输出功‎率会下降。

设计变压器‎，就是要先选‎定一个工作‎点，在这个点就‎是最低的交‎流输入电压‎，对应于最大‎的输出功率‎。

第一步，选定原边感‎应电压VO‎R。

这个值是有‎自己来设定‎的，这个值就决‎定了电源的‎占空比。

可能朋友们‎不理解什么‎是原边感应‎电压。

我们分析一‎个工作原理‎图。

当开关管开‎通的时候，原边相当于‎一个电感，电感两端加‎上电压，其电流值不‎会突变，而线性上升‎：I升=Vs*Ton/L。

这三项分别‎是原边输入‎电压，开关开通时‎间和原边电‎感量。

在开关管关‎断的时候，原边电感放‎电，电感电流会‎下降，此时有下降‎了的电流：I降=V OR*T OFF/L 。

这三项分别‎是原边感应‎电压（即放电电压‎）、开关管管段‎时间和电感‎量。

经过一个周‎期后，原边电感电‎流会回到原‎来的值，不可能会变‎，所以有：Vs*T ON/L=V OR*T OFF/L。

即上升了的‎等于下降了‎的。

上式中用D‎来代替TO‎N，用（1-D）来代替TO‎F F。

移项可得：D=V OR/(V OR+Vs)。

这就是最大‎占空比了。

比如说我设‎计的这个变‎压器，我选定电感‎电压VOR‎=20V，则Vs为2‎4V，D=20/(20+24)=0.455。

第二步，确定原边电‎流波形的参‎数原边电流波‎形有三个参‎数，平均电流，有效值电流‎，峰值电流，首先要知道‎原边电流的‎波形，原边电流的‎波形如下。

这是一个梯‎形波横向表‎示时间，总想表示电‎流大小，这个波形有‎三个值，一个是平均‎值I平均，二是有效值‎I，三是峰值I‎p。

介绍反激变换器的设计步骤

介绍反激变换器的设计步骤反激变换器是一种常用的开关电源电路，常见于电子设备中，用于将输入交流电转换为所需的直流电。

下面将介绍反激变换器的设计步骤。

设计反激变换器的步骤如下：1.确定需求和要求：首先需要明确设计的目标，包括输入电压范围、输出电压、输出电流、效率要求等。

根据这些需求，选择相应的元件和电路拓扑。

2.选择变压器：根据输入输出电压的要求和功率计算，选择合适的变压器。

变压器的参数包括输入侧和输出侧的匝数，磁链峰值，相互感应强度等。

选择合适的变压器可以提高系统的效率和性能。

3.选择开关管和二极管：开关管是反激变换器的核心元件，主要承担开关功能，输出控制电流。

选择合适的开关管需要考虑其导通和关断性能，以及压降和功率损耗。

二极管用于接通开关管后的电流，选择合适的二极管可以减少反向回馈电流和损耗。

4.选择辅助元件：辅助元件包括电感、电容和滤波电路等。

电感用于储存和释放能量，电容用于平滑和滤波输出电压。

根据系统的设计要求和计算结果，选择合适的电感和电容，以满足输出电压和电流的稳定性和纹波的要求。

5.选择控制芯片和反馈电路：控制芯片用于监测输入输出电压和电流，并调整开关管的导通和关断时间，以维持输出电压稳定。

选择合适的控制芯片需要考虑其功能、性能和成本等因素。

反馈电路用于将输出电压与参考电压进行比较，并通过控制芯片进行调整。

设计反馈电路需要根据输出电压范围和精度要求选择合适的元件和电路拓扑。

6.进行仿真和优化：使用电路仿真软件对设计的反激变换器进行仿真和优化。

通过仿真可以评估系统的性能和性能，例如效率、纹波电流、纹波电压等，从而进行调整和优化。

7.确定PCB布局和散热设计：根据设计和仿真结果，进行PCB布局和散热设计。

合理的PCB布局可以提高系统的抗干扰性能和稳定性，减少横纹电流和噪声。

散热设计可以提供合适的散热方式和散热面积，以保证系统的稳定性和寿命。

8.原型制造和调试：根据设计和布局结果，制造反激变换器的原型，并进行调试和测试。

反激变换器控制电路的设计

反激变换器控制电路的设计反激变换器是一种常见的开关电源，其具有体积小、效率高、输出稳定等优点，在电子设备中得到广泛应用。

反激变换器的工作原理是利用开关器件的开关周期性地将输入电能转换为脉冲能量，并通过变压器实现电能的传输与转换。

在反激变换器中，控制电路起着起着关键的作用，它控制开关器件的开关状况，进而影响反激变换器的输出电压和电流。

1.稳定性控制电路应具有良好的稳定性，确保反激变换器的输出电压和电流稳定在设计要求的范围内。

稳定性包括两个方面，一是电压稳定性，即输出电压在负载变化、输入电压变化等情况下能够保持稳定；二是电流稳定性，即输出电流在变化负载下能够保持稳定。

2.响应速度控制电路应具有快速的响应速度，能够迅速调整开关器件的开关状况，以适应输入电压和负载变化的需要。

响应速度的快慢对于反激变换器的稳定性和动态特性有着重要影响。

3.保护功能控制电路应具有良好的保护功能，可以保护反激变换器遭受短路、过载等异常情况的损害。

保护功能包括过流保护、过压保护、温度保护等，可以通过传感器检测电流、电压和温度等参数，当这些参数超过设定值时，控制电路会采取相应的保护措施。

4.频率稳定性控制电路中的时序控制信号需要保持稳定的工作频率，以保证反激变换器的正常工作。

频率稳定性关系到变压器的工作效果和整个电路的稳定性，因此控制电路需要采取一定的措施来保证频率的稳定。

设计反激变换器控制电路时，需要根据具体的应用场景和要求进行选型和方案设计。

最常用的控制电路包括反馈控制、脉宽调制（PWM）控制、脉跳频率调制（PTFM）控制等。

-反馈控制是根据反馈信号来调整开关器件的开关状态。

它通过比较反馈信号和设定值，产生误差信号，根据误差信号调整开关器件的开关频率和占空比。

反馈控制的优点是稳定性高，适用于输出电压和电流要求较高的应用场合。

-PWM控制是通过改变开关器件的导通时间和关闭时间来调整输出电压和电流。

PWM控制器根据输入电压和负载情况，通过比较器和逻辑门产生比较脉冲，控制开关器件的导通和截止。