反激变换器辅助电源基本设计关系
反激变换器资料课件
电压调整率是衡量反激变换器输出电压稳定性的重要指标。 好的电压调整率意味着在输入电压变化或负载变化时，输出 电压能够保持稳定。
负载调整率
负载调整率是衡量反激变换器输出电流稳定性的重要指标。 好的负载调整率意味着在负载电流变化时，输出电压能够保 持稳定。
电磁干扰与噪声分析
电磁干扰
反激变换器在开关过程中会产生电磁干扰，可能对周围电子设备和系统产生影响 。因此，需要采取措施降低电磁干扰，如优化电路设计、使用屏蔽等。
反激变换器资料课 件
contents
目录
• 反激变换器概述 • 反激变换器的工作状态 • 反激变换器的设计要点 • 反激变换器的性能分析 • 反激变换器的优化策略 • 反激变换器的实际案例分析
01
CATALO义
反激变换器是一种将输入直流电 压转换为输出直流电压或直流电 流的电源转换器。
二极管类型
选择适当的整流二极管， 如肖特基二极管、硅整流 二极管等，以满足电路的 整流需求。
开关频率
根据电路需求和变压器设 计，选择适当的开关频率 ，以提高变换器的效率。
输出滤波器的设计
1 2
电容类型
根据输出电压和电流的纹波要求，选择适当的输 出电容类型，如陶瓷电容、电解电容等。
电感类型
选择适当的输出电感类型，如铁氧体电感、绕线 电感等，以满足输出滤波需求。
详细描述
在断续导电模式下，反激变换器的开关管在每个周期的开始阶段短暂导通，然后关闭。当开关管关闭 时，磁芯中的能量通过变压器传递到输出端。随着磁芯中的能量逐渐减少，输出电压逐渐下降。在下 一个周期开始时，开关管再次导通，重新为磁芯提供磁化能量。
临界导电模式
总结词
临界导电模式是连续导电模式和断续导 电模式之间的过渡状态。在此模式下， 反激变换器的开关管在每个周期的某个 时刻关闭，以限制磁芯中的能量。
双管反激辅助电源设计
第32卷 第3期 2018年5月湖 南 工 业 大 学 学 报Journal of Hunan University of TechnologyV ol.32 No.3 May 2018doi:10.3969/j.issn.1673-9833.2018.03.0012收稿日期：2017-06-23基金项目：国家自然科学基金资助项目（51607064），湖南省自然科学基金资助项目（2016JJ5038），湖南省教育厅优秀 青年基金资助项目（17B072）作者简介：彭 洵（1993-），男，湖北武汉人，湖南工业大学硕士生，主要研究方向电力电子及电力传动， E-mail ：pengxun92@通信作者：廖无限（1969-），男，湖南攸县人，湖南工业大学工程师，硕士生导师，主要从事电力电子的教学与研究， E-mail ：380079548@双管反激辅助电源设计彭 洵，廖无限，谌 军，徐丽虹（湖南工业大学 电气与信息工程学院，湖南 株洲 412007）摘 要：针对三相交流输入的电动汽车充电机、变频器、光伏逆变器等变换器辅助电源的问题，设计了一种基于双管反激结构的辅助电源，采用UC2844A 电流型PWM 控制芯片，实现了四路电压的隔离输出，5伏输出时通过LDO 芯片进一步稳压。
测试结果表明：该辅助电源可以输出80 W 额定设计功率，效率高达84%，且纹波小；在100~800 V 宽范围电压的直流输入下，能实现四路电压的稳定输出。
可见，该电源是一种结构可靠、成本较低、应用广泛的高性能辅助电源。
关键词：UC2844A ；开关电源；双管反激；脉冲宽度调制中图分类号：TM919；TN86 文献标志码：A 文章编号：1673-9833(2018)03-0065-06Design of Dual Switch Flyback Auxiliary Power SupplyPENG Xun ，LIAO Wuxian ，CHEN Jun ，XU Lihong（College of Electrical and Information Engineering ，Hunan University of Technology ，Zhuzhou Hunan 412007，China ）Abstract ：In view of the flaws of the auxiliary power supply of the battery charger, frequency converter,and photovoltaic inverter of three-phase AC input electric vehicles, an auxiliary power supply based on dual switch flyback has thus been designed, which utilizes UC2844A current type PWM control chips to realize the isolated output of the four circuit voltages, further stabilizing the 5 volt output by LDO chips. The test results show that the auxiliary power supply can output 80 W rated design power with small ripple waves, with its ef ficiency up to 84%. A stable output of four circuit voltages can be realized via the DC input of 100~800 V wide range of voltage. It is a reliable, low-cost, and widely used high-performance auxiliary power supply.Keywords ：UC2844A ；switching power supply ；dual switch flyback ；pulse width modulation (PWM)0 引言虽然辅助电源的功率一般较小，并且在系统中只是起辅助供电作用，但是辅助电源的可靠性会影响电动机整机的性能。
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。
反激变换器的原理与设计
反激变换器的原理与设计反激变换器（flyback converter）是一种常用的直流电源变换器，能够将输入电压转换为所需的输出电压。
它主要由能量存储元件（电感器）、开关管（MOSFET）以及输出电压反馈回路等组成。
下面将详细介绍反激变换器的工作原理和设计要点。
1.原理：在能量存储阶段，切换管导通，输入电压通过电感器（主电感L）充电，电能被存储在电感器和漏感（副电感Lm）中。
此时二极管（D）关断。
在能量释放阶段，切换管关断，电感器中储存的能量开始传输。
电感器的电压将上升到储能电容器（C）和负载上，形成输出电压。
漏感中储存的能量也开始传输。
此时，二极管导通，漏感中的能量传递给负载和储能电容器。
2.设计要点：（1）选择合适的开关元件：切换管应选择能承受输入电压和输出功率的MOSFET管。
无源减压型和有源减压型的选型要求不一样，要根据具体需求进行选择。
（2）合理设计变压器：变压器设计是反激变换器设计的关键，主要包括匝数计算、电感值确定、磁芯选型等。
合理设计变压器能提高效率，减小开关压降。
（3）选取合适的反馈控制方式：常用的控制方式有电流模式控制和电压模式控制。
电流模式控制适用于负载变化较大的场景，能够保持输出电流的稳定性；电压模式控制适用于负载变化较小的场景，能够保持输出电压的稳定性。
（4）合理选择电容器和滤波电路：电容器的选择应根据输出电流和负载的特点来确定合适的容值。
滤波电路的设计可以减小电磁干扰和输出纹波。
（5）考虑过渡过程和保护措施：在设计过程中还要考虑到启动过程的稳定性、变压器的漏电感对输出电压的影响、过电流保护、过压保护等方面的问题，以确保变换器的可靠性和安全性。
总结：反激变换器作为直流电源转换器的重要一环，其设计和应用十分广泛。
设计反激变换器时，需要根据具体的输入输出电压和负载要求，选择适当的元件和控制策略，合理设计变压器和电路，以及充分考虑保护和稳定性问题。
这样可以提高反激变换器的性能，实现高效稳定的电源转换。
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。
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。
反激变换器辅助电源的设计
472
C47
RAD0.2
CAP
1
FR207
Default Diode, Diode
D9, D10Βιβλιοθήκη DIODE0.4Diode
2
LED0
Typical INFRARED GaAs LED
D11
LED
LED0
1
FR107
Diode
D12
DIODE0.4
DIODE
1
D Zener
Zener Diode
D13
元件清单：
Comment
Description
Designator
Footprint
LibRef
Quantity
104/1000V
C31
RAD0.3
CAP
1
Cap Pol1
Polarized Capacitor (Radial)
C32
RB5.0/10
Cap Pol1
1
0.1U/630V
C33
RAD0.4
DIODE0.4
D Zener
1
250V/2A
Fuse
F2
保险丝
Fuse 2
1
CON2
J3
接线柱2孔，绿色
CON2
1
Inductor
Inductor
L3
AXIAL0.7
Inductor
1
TRANS1
L4
UU10.5
TRANS1
1
Comment
Header, 2-Pin
P3
接线柱2孔，绿色
Header 2
最小原边匝数：
：最小直流输入电压（V）；
反激式开关电源设计详解
反激式开关电源设计详解
一、反激式开关电源的结构与工作原理
反激式开关电源（也称为反激变换器）是一种半桥变换器，它由开关
电源的基本组成部件组成，其中包括变压器、控制器IC、开关电源模块、电容器等部件。
反激式开关电源的工作原理是利用反馈信号（也称为反激
信号）来实现开关控制，它可以检测输出电压（也称为反馈电压），并将
其与预设的电压比较，然后根据比较结果改变开合时间，使输出电压保持
稳定，这就是其原理。
另外，反激式开关电源还具有以下特点：
（1）反激式开关电源的效率比直流-直流变换器的效率要高得多，可
以达到90%以上。
（2）反激式开关电源的输入电压范围宽，适用于家用电器的输入，
其输入电压范围可以达到85V~265V，可以兼容不同的地区的电压范围。
（3）反激式开关电源的输出电流调节范围较宽，可以调节电流的幅
度达到一定范围内，以满足家用电器对电流稳定性的要求。
反激变压器设计原理
反激变压器设计原理1.反激变压器的基本原理当主线圈接通电源时，产生的高能脉冲信号通过铁芯传导到辅助线圈中。
在磁场的作用下，辅助线圈产生电压，并通过一些电子元件来调节反激脉冲的频率和幅值。
这样，通过反激变压器可以实现从一个电压到另一个电压的变换。
2.反激变压器的工作模式反激变压器有两种工作模式，分别是正激和反激模式。
在正激模式下，主线圈通电时产生的磁场与辅助线圈的磁场相同方向，使得辅助线圈产生电压，并通过整流二极管向负载供电。
在反激模式下，主线圈通电时产生的磁场与辅助线圈的磁场反向，磁场储存能量，然后辅助线圈自己产生反激脉冲，供电给负载。
3.反激变压器的设计要点在设计反激变压器时，需要考虑一些重要的要点。
首先，需要选择合适的铁芯。
铁芯的选择决定了反激变压器的功率和效率。
一般来说，高磁导率、低磁滞损耗的硅钢片是较好的选择。
其次，需要选择合适的主线圈和辅助线圈的参数。
主线圈的匝数和电流决定了输入和输出的电压关系，而辅助线圈的匝数和电流决定了辅助线圈的电压。
这两个参数需要根据负载的要求和设计目标进行选择和计算。
另外，需要合理设计反激脉冲产生和控制电路。
反激脉冲的产生和控制决定了反激变压器的工作频率和输出稳定性。
一般来说，采用谐振器控制的方式可以提高变压器的效率和稳定性。
此外，还需要考虑保护电路的设计。
反激变压器在工作过程中可能会发生过电流、过压和过载等问题，因此需要设计相应的保护电路来保护变压器和负载。
常见的保护电路包括过流保护器、过压保护器和过载保护器等。
最后，还需要进行反激变压器的周围环境和散热设计。
反激变压器在工作时会产生一定的热量，需要通过合理的散热设计来降低温度，以保证系统的稳定性和寿命。
4.反激变压器的应用-电子设备中的电源转换器；-电动机驱动系统中的变频器；-LED照明系统的电源；-电动汽车充电器等。
总结：反激变压器是一种常用于电源系统中的变压器，通过高能脉冲信号传导电能实现电压的转换。
其设计需要考虑铁芯选择、线圈参数、脉冲产生和控制电路、保护电路以及散热设计等一系列要点。
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]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。
关键词：反激式开关电源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）。
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（Flyback Converter）是一种常用的电力供应技术，具有简单、高效、经济等优点。
反激变换器主要由开关管、反激变压器、输出滤波电路、反馈控制电路等组成。
设计反激变换器控制电路需要考虑多个因素，如电压、电流、功率、效率、稳定性等。
本文将详细介绍反激变换器控制电路的设计过程。
1.反激变换器结构概述反激变换器是一种应用反激原理的DC-DC转换器，主要用于将输入直流电压转换为输出直流电压。
其基本结构由开关管、反激变压器、输出滤波电路、反馈控制电路等组成。
开关管通过周期性开关操作，使反激变压器储能和释能，从而实现能量转换。
2.反激变换器控制电路设计要点（1）输出电压控制反激变换器需要根据输出电压的需求对开关管进行控制。
一般采用反馈控制电路实现输出电压的稳定控制。
常见的控制方式有电压模式控制和电流模式控制。
在设计过程中，需要根据实际应用需求选择合适的控制模式，并合理设计反馈电路。
（2）电流保护（3）稳定性和抗干扰能力（4）效率优化3.反激变换器控制电路设计步骤（1）确定输入和输出参数：根据实际应用需求，确定输入和输出电压、电流、功率等参数。
（2）选择开关管和变压器：根据输入和输出参数选择合适的开关管和变压器。
（3）设计反馈控制电路：根据输出电压控制需求选择合适的控制模式，并设计合适的反馈控制电路。
（4）设计电流保护电路：根据需求设计电流保护电路，保护电路和负载。
（5）设计稳定性和抗干扰能力：根据需求设计滤波电路、继电器和电源线路等，保证稳定性和抗干扰能力。
（6）效率优化：根据需求进行效率优化设计，如选择合适的开关管、合理控制开关频率等。
（7）系统测试与优化：完成电路设计后，对整个系统进行测试并进行优化，以保证电路的性能和稳定性。
4.结束语反激变换器控制电路的设计是一个复杂而重要的工作，需要综合考虑多个因素，并进行合理的选择和优化。
通过合理设计控制电路，可以实现反激变换器的稳定、高效运行，从而满足不同应用场景的需求。
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。
基于反激变换器拓扑结构的电源设计
基于反激变换器拓扑结构的辅助电源设计摘要：介绍了反激变换器的基本原理、拓扑结构、应用范围。
重点阐述了反激变换器的三种工作模式及在不同模式下的电流、电压变化情况，随后提出了RCD 吸收电路，最后设计出了一种基于反激变换器原理输出 12V和9V直流电源拓扑，重点介绍了TOPSwitch开关控制芯片并详细介绍了辅助电源设计步骤，论证了设计的合理性。
关键词：反激变换器；RCD吸收电路；TOPSwitch；辅助电源0 引言反激变换器的拓扑在输出功率为5~150W电源中应用非常广泛。
它最大的优点是不需要接输出滤波电感，使反激变换器成本降低，体积减小。
这种拓扑广泛应用于高电压、小功率场合（电压不大于5000V，功率小于15W）。
当直流输入电压较高（不小于160V）、初级电流适当时，该拓扑也可以用在输出功率达到150W的电源中。
由于输出端可不接滤波电感，该拓扑在高压不是很高的场合下很有优势，相反，正激变换器由于输出滤波电感必须承受高压而带来了很多问题。
此外，反激变换器不需要高压续流二极管，使它在高电压场合下应用更有利。
输出功率为50~150W且有多组输出的变换器也常常采用这种拓扑。
由于不需要输出电感，输入电压和负载变化时反激变换器的各输出端都能很好地跟随调整。
只要变压器匝比取得合适，直流输入从低至5V到常用的有115V交流整流得到的160V的场合，都可采用反激拓扑。
若选择合适的匝比，则这种拓扑也可用于由220V交流整流得到的320V的场合。
1反激变换器稳态分析1.1 反激变换器稳态原理反激变换器电路拓扑，如图1所示，变压器兼起储能电感作用。
根据电感电流是否连续将反激变换器分成电感电流连续模式（CCM）、电流临界连续模式、电流断续模式（DCM）。
不同模式时电感电流波形，如图2所示，图中i1，i2分别为反激变换器变压器原副边电感电流，D为开关S的占空图1反激变换器电路拓扑比，Ts为变换器开关周期。
T s D T s (1+D)T s1i 1i 1i 2i 2i 2i )a ()b ()c (C C M 模式D C M 模式电流临界连续模式图2 电感L 1和L 2的电流波形1.2 电流连续模式电流连续模式表示副边电感电流i 2在开关S 截止期间没有下降到零。
BMP模块中反激变换器辅助电源的设计
BMP模块中反激变换器辅助电源的设计辅助电源的设计在BMP（Board Mounted Power）模块设计中是非常重要的一个环节。
通过有效运用次级侧辅助电源可以大大改善启动波形。
由于初级侧辅助电源会受到各种保护模式的影响，所以辅助电源的设计应当全面考虑，谨慎设计。
下文对BMP模块中反激变换器辅助电源的设计要点做出介绍。
一、初级侧辅助电源的设计对于大多数的BMP模块而言，由于体积所限并不会有额外的反激电路来产生单独的辅助电源，所以控制器一般被置于初级侧。
如果控制器有高压自启动功能，可以直接由输入电压通过电阻连到Vin，通过IC自身的LDO（Low Drop-Out，低压差线性稳压器）转化为低电压后给IC供电，此时VCC外部所需的电容由VCC的开关机滞环电压决定，如果滞环电压很小，那么需要的电容就很多，考虑到BMP的空间有限，通常不直接应用它的高压自启动功能，将IC的VIN与VCC短接可以屏蔽该功能。
VCC直接由外部的LDO供电。
当主拓扑正常工作时，使用一个辅助绕组为所有的控制电路供电，关闭LDO以减少损耗。
下面为一个典型的初级侧辅助电源的电路图（主功率为反激变换器）。
Q201、R204、R243、C292和CR201组成输入LDO，T1（#4）是与主变压器耦合的辅助绕组，当主变压器正常工作以后，在辅助绕组上可以耦合出等比例的电压给控制IC供电，但在此电压建立前，控制器IC101须由输入LDO供电。
Q201的门极有一个稳压二极管CR201，稳压管电压减去Q201的GS门槛电压应高于IC的最小启动电压。
另一方面，启动结束后，应确保输入LDO不工作，否则由于Q201两端的大电压差，再乘以流过Q201的电流（IC101的工作电流），会令Q201损耗过大而损坏。
Q201不导通的条件是CR201上的电压减去C285上的电压小于Q201的GS门槛电压。
当进入短路电流模式时，辅助绕组没有电压，LDO一直处于工作状态，所以损耗很大。
反激开关电源简介及基本设计方法2010022
在不同输入电压下，再验证参数是否合理，最终 选取合适的参数。
反馈环路设计
对以电流型开关电源设计反馈环路相对简单。因为电流型 为双环，内环抵消了变压器的电感效应，对系统传输函数 降阶，相移余量加大。
常用反馈有三种，其特点各有不同，我们一般用第二种和 第三种。
一般都不计算磁芯，而是直接选择磁芯，然后整体计算完 成，核对窗口面积。
反激变压器设计
计算初级峰值电流：根据能量守恒 :Ip=2*Po/(Dmax*Umin) 计算初级匝数：Np=Lp*Ip/(Ae*Bm) 其中Ae为磁芯截面积，Bm为最大磁摆幅。 计算次级和辅助绕组的变比。下式给出初级(Np)和次级
整流二极管选择
整流二极管选择：耐压值值要大（Vo+Uinmax*Ns/Np） /0.8,电流值要大于次级电流有效值，但是为了减小节压
降，一般取两倍额定电流。
二极管损耗有开关损耗和导通损耗，所以尽量选择导通压 降小，开关速度快的二极管。（EMI/EMC例外）
整流管反向恢复只会 出现在连续工作模式 中，断续工作模式不 会存在整流管的反向 恢复问题。
PFM为准谐振反激电源，其通过调节开关 频率来调节输出。
准谐振反激电源效率一般比pwm模式效率 高，EMI/EMC处理的比较好。但是PFM在 于高输入电压轻载时开关频率飘高，稳定 性差，损耗加大。
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。
反激变压器设计
另外多层绕组还有临近效应等，由于我们公司设计的比较 简单，可以不考虑。如果需要精确计算可以使Magnetics designer，可以精确计算交流电阻直流电阻及损耗。
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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
Tof
(2)
在稳态时,转换瞬间变压器应满足
i1max N1 = i2 max N2 和i1min N1 = i2 min N2
因此
∆i1N1 = ∆i2 N2
(3)
式中N1 、N2分别为变压器初、次级匝数；L1和L2分别
i1
0 i2
I2/1.57和式（18）选择输出整流管；根据式（19）和（12）选择电解电容。
同 时 如 果 已 知 PWM 芯 片 最 大 占 空 度 ， 就 可 以 由 式 （ 5 ） 求 得 最 低 可 能 的 输 入 电 压
Uimin。
占空比
一般选择D=0.5左右.如果占空度大于0.5,变比n加大（式（5）），初级电感加大
一般根据输出功率决定开关频率f；选择额定输入电压时占空度D；根据输入或输出最
低电压估计效率η。根据这些参数就可以选择元器件参数。
次级峰值电压
U 2 p max
= U i max n
+Uo
（18）
如要求输出纹电压为ΔUpp，要求滤波电容的Resr((ESR)为
Resr
=
∆U pp I2p
（19)
根据式（6）选择初级电感；由式（8）和（13）选择功率开关管；由式（11）的
U (BR)DS = U i max + nU o
（16a）
如果在额定输入电压时选择D在0.5左右，由式（13）可见，要求晶体管的耐压接近3
倍。如果晶体管选定，选择最小占空比Dmin应当大于芯片的最小占空比Dcmin。因此，变压 器变比
n ≤ DminU i max (1− Dmin )U o
（17）
IG
=
∆i2Tof 2T
=
U
T2
o of
2L2T
= Uin D(1− D) 2 fL1
一般取临界电流IG=0.1Io，即额定输出电流的10%，考虑到效率η、Po=Io×Uo和式
（5），则电流连续需要的电感量为
L1
≥
UinD(1− D)η 0.2 fIo
=
U
2 i
D
2η
0.2 fPo
（6）
输入电流平均值
压器T、输出整流管D2和输出滤波电容组成。D1和Dz组成 尖峰抑制电路。电路可以工作在电感安匝连续或/和断续. 为讨论方便，首先研究电感安匝连续模式。
Ui Dz
D1
T
D2
N1 N2
C Uo
S
一、安匝连续
图 1 反激变换器原理电路
原理 所谓安匝连续是整个开关周期内，磁芯总安匝没有停留在零安匝时间。电路进入稳态,初
二、安匝断续
恒频安匝连续模式的反激变换器输出电流继续下降就进入断续模式。断续模式次级电流
持续时间小于开关管截止时间。晶体管零电流导通，输出整流二极管零电流关断。与连续模式
比较，功率开关管关断电流比连续模式大许多倍，关断损耗增大，同时漏感引起的损耗也加
反激变换器辅助电源基本设计关系
反激变换器是辅助电源通常采用的电路拓扑.它的优 点在于可以工作在非常广阔的输入电压范围,电路简单,元 件少,但效率一般在 75%左右.一般工程师对反激变换器设 计比较茫然。本文试图找到 MIP162 和 TOPswitch 系列组 成的辅助电源的较合理的设计方法。
1. 原理 反激变换器电路如图 1 所示。它是由功率开关S、变
断续(c)电流波形
或
Uo
=
D (1 − D)n
⋅Ui
(5)
式中ｎ=Ｎ1 /Ｎ2为变压器变比.Ｄ=Ton/T为占空度。电感电流(安匝)连续时,输出电压 与输入电压的关系如式(5),输出电压与负载无关。
器件选择
在电路设计时，首先应当知道变压器的电感量。电感由临界连续电流决定。临界连续
时，在晶体管关断瞬时，次级电流刚好下降到零。临界连续是连续的特例。临界电流为
Ton 0
i1 0 i2 0
T Tof
(a)
(b)
i1max i1min
t
t
t t
为初、次级电感量。设变压器没有漏感，应有
L1
=
( N1 N2
)2 L2
=
n 2 L2
(4)
由式(1)和式(2)联解,考虑到式(3)和式(4)得到
Uo
= Ton nTof
⋅Ui
i1
0
t
i2
0
t
(c)
ห้องสมุดไป่ตู้
图 2 安匝连续(a)、和临界连续(b)和
级电流波形如图 2(a)所示。当晶体管 S 导通时，初级电流线性增长，有
∆ i1
=
(i1max
− i1min )
=
Ui L1
Ton
(1)
电源Ui向电感储能，由输出电容向负载供电。
晶体管S关断时，电感能量不能突变，变压器各线圈感应电势反号，同名端为负，迫
使二极管D2导通，电感能量转为电场能量向负载放电和向电容充电。设电容电压变化很小,
（式（6）），初级峰值电流减少（式（8）），功率管电流定额下降，但电压定额提高
（式（15））；次级峰值电流（式（9））和有效值电流（式（11））增大，引起输出二
极管，输出电容体积加大；但二极管电压定额降低（式（18））。反之，以上结果也相
反。有时最大占空度受芯片最大占空度限制。权衡利弊，一般选择D=0.5。
由式（5）可见，输入电压变化时，通过调节占空比达到输出电压的稳定。输入电压
最低Uimax时，最小占空比为
Dmin
=
nU o nU o + U i max
（14）
由式（13）可以看到晶体管承受的电压应当小于其击穿电压。一般反激变压器漏感
较大，尽管采用缓冲和箝位措施，还可能有杂散电感引起的尖峰，通常选择晶体管的耐压