反激式开关电源设计

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D
D
D
IC1 C5
1
S
2
Vcc
3
Fb
Ipk
D6 N2
L2
D7
R14
4
C7
R5
R6
R9
R11
IC2 R10
C13
3
1 IC3
2
R13
R12
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。
反激式（回扫式）开关电源设计
第一章、 电路结构 第二章、 变压器设计 第三章、 关键元件选择 第四章、 传导和辐射噪音的抑制
第一章、电路结构
1、 单管反激电路基本结构
DC IN
C1 R1
D1 T2
D1
N1
N2
R2
Q1
Drive
CS
R3
GND
DC OUT C2
GND
பைடு நூலகம்
2、 双管反激电路基本结构
DC IN T1 R1 N2
(Vo+Vf)×(T-Ton)
Np=
Vi×Ton
Vi×Ton Lp= (1-K)×I
为了避免磁芯饱和，我们应该在磁回路中加入一个适当的气隙，气隙一般大于 0.1mm，功率大，则气隙要大， 由以上可得磁芯参数：
Lg×Lp×10 8 Ae= 0.4π×Np 2
根据求得的 Ae 值选择合适的磁芯，一般尽量选择窗口长宽之比比较大的磁芯， 这样磁芯的窗口有效使用系数较高，同时可以减小漏感。 有了磁芯需再较正原边的匝数。根据下式：
设在最大占空比时，当开关管开通时，原边电流为 Ip1，当开关管关断时，原边 电流上升到 Ip2。若 Ip1 为 0，则说明变换器工作于断续模式，否则工作于连续模 式。由能量守恒，得到下式：
1/2•(Ip1+Ip2)•DMax•VinDCMin=Pout/η
连续模式时的初级电流波形
断续模式(非连续模式)时的初级电流波形
实际设计产品时需根据所选半导体元件、变压器、结构来找一个最佳平衡点。 反激电压和输出电压的关系由原、副边的匝比确定。所以确定了反激电压之 后，就可以确定原、副边的匝比了。
Np/Ns=Vf/Vout 另外，反激电源的最大占空比出现在最低输入电压、最大输出功率的状态，
根据在稳态下，变压器的磁平衡，得下式： VinDCMin•DMax=Vf•(1-DMax)
第三章、关键元件选择
第四章、传导和辐射噪音的抑制
Np=Lp•Ip2•104/Bw•Ae 再根据原、副边的匝比关系可以求出副边的匝数。有时求的匝数不是整数，这 时应该调整某些参数，使原、副边的匝数合适。
在上式中， Lg 为气隙长度，单位为 cm Np 为原边匝数， Ae 为磁芯的截面积，单位为 cm2 Lp 为原边电感量，单位为 H(亨利) Bw 为工作磁通密度，单位为高斯
令 K= Ip1 / Ip2 当 K=0，则 Ip1 =0，此时工作在断续模式ΔIp=Ip2 当 0＜K＜1，，此时工作在连续模式ΔIp= Ip2-Ip1 一般 K 选 0.4-0.6 左右， 变换器的原边电流，原边电感量，原边绕组匝数由以下公式可以求出
2×Po×T Ip= (1+K)×η×Vi×Ton
在设计完成后核算窗口面积是否够大 铜线电流密度按如下选取：(可根据 Bobbin 的规格适当调整)
5W 以下：取 6.5A-8A/mm2 ；5W-15W：取 6A-6.5A/mm2 ； 15W-24W：取 5.5A-6A/mm2 ；24W-50W：取 5A-5.5A/mm2 ； 50W 以上：取 4A-5A/mm2 甚至更小；(在变压器加有散热片时可选大一点)
Drive N1 R2 N3
GND
Q1 D1
D3 T2
N1
N2
Q2 D2
DC OUT C1
GND
3、 单管反激电路实例
10ohm /2W F1
L
MOV
N
D1
D4
C1
C2
D2
L1
D3
R1
C3
R2
C4
R4
R3
N1
D5
C8 R7
D8
C9
N3
C10
L3 C11 C12 ZD2
L4 R8
V+ GND
5
6
7
8
（对于 90-264V 的输入电压范围，反激电压可按 50V-80V 来选取，选 70V 左 右比较合适，反激电压选得高，初次级匝比就大，初级侧的 Mosfet 承受的反压 就高，但温升会低一点，次级侧的整流管承受的反压会低一点，温升也会低一 点，此时变压器的温升会高一点；反激电压选得低，匝比就小，则 Mosfet 承受 的反压就低，但温升会高一些，次级侧的整流管承受的反压会高一些，温升也 会高一些，此时变压器的温升会高一些）
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、输出电压 Vout、每路输出
的功率 Pout、效率η、开关频率 fs(或周期 T)、线路主开关管的耐压 Vmos。
2、 计算 在反激变换器中，副边反射电压即反激电压 Vf 与输入电压之和不能高过主开
关管的耐压，同时还要留有一定的裕量。反激电压由下式确定： Vf=VMos-VinDCMax-电压裕量