高频变压器应用技术-第7章

1 2 Pin 2 LI PK di I Vin L L dt DT I 2 K rf I ds
其中，Krf为电流纹波系数，取0.3~0.5之间
7.4 CCM反激变压器的设计
4、因此原边所需电感量为：
(VDC min Dmax )2 Lm 2 Pin f s K rf
7.2 反激变压器的一般考虑
四、漏感
7.2 反激变压器的一般考虑
7.3 DCM反激变压器的设计
反激变压器的本质是一个耦合电感，所以应该从 电感的本质出发对反激变压器进行设计。 1，选取合适的磁芯, 可通过查表或者AP法计算得到 磁芯尺寸。
Lm I I 10 AP 450 0.2 B
3，由此可以得出原边电感为：
I pk 2 Po max Vin min D max
Vin min Dmax Lp I PK f
7.3 DCM反激变压器的设计
4，当开关管关断时，变压器原边电压反向，开关管 上承受的电压为Vin Vfl ，其中 V fl 为副边折射回原 边的反射电压。实际设计过程中应考虑开关管电压的 选取。 通常将断续模式的反激设计在最小输入电压，满载时 为临界连续模式。因此由伏秒积平衡可以计算出反射 电压为： Dmax V fl Vin min 1 Dmax
7.5 反激设计的若干问题
RCD电路
7.5 反激设计的若干问题
RCD电路工作原理 当开关管关断时，RCD电路中的二极管D导通，C吸 收漏感能量，当开关管开通后，电容中的能量通过 电阻释放。
7.5 反激设计的若干问题
2、原边峰值电流 对于DCM反激，原边峰值电流只与负载有关， 与输入电压无关。 对于始终工作在CCM的反激，同样负载下， 低压输入时的峰值电流大于高压输入时的峰值电 流。 对于相同负载及相同输入电压的反激，DCM 反激的峰值电流大于CCM反激的峰值电流。
因此匝比为：
n
V fl Vo Vd
7.3 DCM反激变压器的设计
5，计算原边匝数和副边匝数：
原边匝数：
Np
LP I pk B Ae
Np n
副边匝数：
Ns
7.3 DCM反激变压器的设计
6，计算原副边电流有效值：
原边电流有效值： I I Dmax prms PK
3
副边电流有效值：
VDC min Dmax I Lm f s
7.4 CCM反激变压器的设计
5、选择合适的磁芯：
Lm I dspeak I dsrms 10 AP 450 0.2 B
4

1.143
104 (mm4 )
6、计算原边匝数：
Np
Lm I dspeak B Ae
7.2 反激变压器的一般考虑
二、匝比 当开关管关断时，开关管上承受的电压为：
VDS Vin nVo Vlk
匝比越大，开关管承受的电压越高。匝比越小， 占空比越大，因此需折中选取匝比。
7.2 反激变压器的一般考虑
三、匝数 在电感值一定的情况下，磁芯损耗会随着匝数的 增大而减小，线圈损耗会随着匝数的增大而增加。
7.4 CCM反激变压器的设计
1、确定系统规格
2、确定最大占空比(Dmax) 通常将Dmax设定在0.5以下，反射电压为：
VRO Dmax VDC min 1 Dmax
MOS电压Vds:
Vds Vin VRO
7.4 CCM反激变压器的设计
3、由于在开关管开通期间，原边电感存储能量， 因此：
第七章 反激变压器设计
第七章 反激变压器设计
反激变换器的工作原理 反激变压器的设计考虑
内 容 提 要
DCM反激变压器的设计
CCM反激变压器的设计
小结
7.1 反激电路的工作原理
7.1 反激电路的工作原理
7.1 反激电路的工作原理
7.1 反激电路的工作原理
7.2 反激变压器的一般考虑
一、占空比 对于反激电源，为了能让磁芯可靠复位，其占 空比通常不超过0.5，工程上一般取0.45. 反激的最大占空比出现在最小输入电压时。
I srms
Io 1 Dmax
可以根据此有效值选择原副边线径。
7.3 DCM反激变压器的设计
7，副边二极管的选择
副边二极管承受的反压：
Vin max Vdr Vo n
副边电流有效值：
I srms
Io 1 Dmax
7.4 CCM反激变压器的设计
相对于DCM，当变换器工作于CCM时，峰值电 流减小，但变压器体积增大，MOS和输出二极管的 开关损耗增大。 因此CCM反激通常应用于功率较大场合，但需 要注意，CCM反激在轻载或者高压输入情况下有可 能进入DCM。
MOS管的最大峰值电流和有效值为：
I dspeak I EDC I 2
I EDC
Pin Vdc min Dmax
7.4 CCM反激变压器的设计
MOS管的电流有效值为：
I dsrms
2 I Dmax 2 3( I EDC ) 2 3
peak ds rms ds 4
1.143
10 (mm )
4 4
7.3 DCM反激变压器的设计
2，在开关管开通期间，在输入电压的作用下，电感 电流从零线性上升，变压器原边存储能量。
1 2 Pin 2 LI PK V L di L I pk in dt DT
7.3 DCM反激变压器的设计
7.5 反激设计的若干问题
3、右半平面零点 对于连续型反激变换器，当负载突然增大时， 开关管的导通时间增加，使得关断时间缩短，使 得变换器次级输出电流减小，通常需要几个周期 才能调整过来，这在控制理论上称为右半平面零 点。右半平面零点无法补偿，只能限制反馈环路 带宽以避开此右半平面零点。
7.5 反激设计的若干问题
4、反激的演变 反激拓扑由于其元器件较少，结构简单，因 此在小功率场合得到了广泛的应用。 准谐振（QR-flyback）是近几年发展起来的 一种新的反激形式，它利用了准谐振软开关技术， 使得效率提高，拓宽了反激的应用场合。 单级PFC是将反激变换器和PFC功能相结合 衍伸出来的一种新型电路形式，已经获得了大规 模的应用。
7.4 CCM反激变压器的设计
7、确定匝比：
VRO n Vo V f
8、计算副边匝数：
Ns
Np n
7.5 反激设计的若干问题
பைடு நூலகம்
1、RCD电路设计 对于反激变换器，当开关管关断时，漏感的能量会 在开关管的D-S间形成一个漏感尖峰，有可能会损坏 开关管。因此需要电路对这个尖峰进行吸收。通常 采用RCD吸收电路。