2019年反激式开关电源设计大全
反激式开关电源变压器设计

技术部培训教材
反激式开关电源变压器设计(2)
1.9 检查相应输出端的电压误差 Vsn N’sn-Vsn)/Vsn)x δVsn%=(( = N’sn-Vsn)/Vsn)x100% Nsn 式中: 式中: 相应输出电压精度%; δVsn% ———— 相应输出电压精度%; 相应输出电压值; Vsn ———— 相应输出电压值; 计算的相应输出电压匝数; Nsn ———— 计算的相应输出电压匝数; 选取的整数相应输出电压匝数。 N’sn ———— 选取的整数相应输出电压匝数。 如果输出电压不能满足规定的精度,可以将主输出绕组Ns1增加一匝, Ns1增加一匝 如果输出电压不能满足规定的精度,可以将主输出绕组Ns1增加一匝, 再计算相应输出绕组匝数,看能否满足相应精度, 再计算相应输出绕组匝数,看能否满足相应精度,如果这样修改结果仍 不满足要求,只可回到开始阶段,增加一次绕组匝数, 不满足要求,只可回到开始阶段,增加一次绕组匝数,重新计算一次绕 组匝数,直到满足要求为止,但是增加一次绕组匝数, 组匝数,直到满足要求为止,但是增加一次绕组匝数,会使变压器工作磁 通密度向小的方向调整,这可能造成在较低输入电压时, 通密度向小的方向调整,这可能造成在较低输入电压时,输出无法达到额 定的电压, 定的电压,所以在变压器设计时要适当的处理好输出电压精度和额定输出 电压值的关系. 电压值的关系.
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反激式开关电源变压器设计(2)
3)按下式计算变压器铜损 Pcu=Σ Pcu=Σpcun 1.12 计算变压器铁损Pc 计算变压器铁损Pc 变压器铁损可根据选取的磁芯型号、材质、 变压器铁损可根据选取的磁芯型号、材质、按照变压器工作频率和 磁通密度从磁芯手册中查得. 磁通密度从磁芯手册中查得. 1.13 验证变压器损耗是否符合设计要求 按下式计算变压器的损耗值: 根据变压器规定的效率η按下式计算变压器的损耗值: PT=Pin-PO=PO/η -PO Pcu+Pc),变压器设计合格 如果计算的(Pcu+Pc)值大于 变压器设计合格, 值大于P 若PT ≥(Pcu+Pc),变压器设计合格,如果计算的(Pcu+Pc)值大于PT 这时就要依情况调整绕组导线线径或改变磁芯尺寸或材质, 值,这时就要依情况调整绕组导线线径或改变磁芯尺寸或材质,以满 足变压器的损耗符合要求。 足变压器的损耗符合要求。
反激式开关电源设计方法

反激式开关电源设计方法1.工作原理反激式开关电源是一种将线性变压器替换为变压器型电感器的开关电源。
它的工作原理是通过开关管周期性的打开和关闭,将直流电源的电能经过变压器转化为需要的输出电压。
当开关管打开时,电流从电源流入变压器进行储能;当开关管关闭时,储存在变压器中的电能会通过二次侧电容器得以释放,并输出到负载上。
2.主要组成部分(1)输入滤波电路:用来消除电源输入端的干扰信号,保证稳定的输入电压。
(2)整流电路:将交流输入电压转化为直流电压,常采用整流桥整流。
(3)激励电路:用来控制开关管的导通和关闭,以实现变压器的能量转移。
(4)变压器:用来完成电能的变换和隔离,将输入端的电能转换为所需的输出电能。
(5)输出电路:包括输出电容和输出滤波电路,用来滤除开关产生的高频脉冲,以得到稳定的输出电压。
3.设计要点在进行反激式开关电源设计时(1)确定输出电压和电流需求:根据实际应用需求,确定所需的输出电压和电流,并根据负载特性选择合适的功率等级。
(2)选择合适的开关管和变压器:根据负载需求和电路参数,选择合适的开关管和变压器,以保证输出电压和效率的要求。
(3)控制开关频率和占空比:根据负载要求和电路特性,选择合适的开关频率和占空比,以保证输出电压的稳定性和整体效果。
(4)进行热设计和保护措施:由于开关管会产生较高的温度,需要进行合理的热设计,同时添加保护电路,如过流保护、过温保护等,以保证电路的安全性和可靠性。
(5)进行EMC设计和测试:由于开关电源会产生较大的电磁干扰,需要进行EMC设计和测试,以满足相关的国际标准要求。
总结:反激式开关电源是一种常用的电源设计方案,其设计方法包括确定输出需求、选择合适的器件、控制开关频率和占空比、进行热设计和保护措施,以及进行EMC设计和测试。
通过合理的设计和选择,可以实现高效率、小型化的电源方案,满足各种电子设备的需求。
2019年反激式开关电源设计大全

2019年反激式开关电源设计大全前言对一般变压器而言,原边绕组的电流由两部分组成,一部分是负载电流分量,它的大小与副边负载有关;当副边电流加大时,原边负载电流分量也增加,以抵消副边电流的作用。
另一部分是励磁电流分量,主要产生主磁通,在空载运行和负载运行时,该励磁分量均不变化。
励磁电流分量就如同抽水泵中必须保持有适量的水一样,若抽水泵中无水,它就无法产生真空效应,大气压就无法将水压上来,水泵就无法正常工作;只有给水泵中加适量的水,让水泵排空,才可正常抽水。
在整个抽水过程中,水泵中保持的水量又是不变的。
这就是,励磁电流在变压器中必须存在,并且在整个工作过程中保持恒定。
正激式变压器和上述基本一样,初级绕组的电流也由励磁电流和负载电流两部分组成;在初级绕组有电流的同时,次级绕组也有电流,初级负载电流分量去平衡次级电流,激励电流分量会使磁芯沿磁滞回线移动。
而初次级负载安匝数相互抵消,它们不会使磁芯沿磁滞回线来回移动,而励磁电流占初级总电流很小一部分,一般不大于总电流10%,因此不会造成磁芯饱和。
反激式变换器和以上所述大不相同,反激式变换器工作过程分两步:第一:开关管导通,母线通过初级绕组将电能转换为磁能存储起来;第二:开关管关断,存储的磁能通过次级绕组给电容充电,同时给负载供电。
可见,反激式变换器开关管导通时,次级绕组均没构成回路,整个变压器如同仅有一个初级绕组的带磁芯的电感器一样,此时仅有初级电流,转换器没有次级安匝数去抵消它。
初级的全部电流用于磁芯沿磁滞回线移动,实现电能向磁能的转换;这种情况极易使磁芯饱和。
磁芯饱和时,很短的时间内极易使开关管损坏。
因为当磁芯饱和时,磁感应强度基本不变,dB/dt近似为零,根据电磁感应定律,将不会产生自感电动势去抵消母线电压,初级绕组线圈的电阻很小,这样母线电压将几乎全部加在开关管上,开关管会瞬时损坏。
由上边分析可知,反激式开关电源的设计,在保证输出功率的前提下,首要解决的是磁芯饱和问题。
反激式开关电源的设计思路(附带设计图)

反激式开关电源的设计思路开关电源的思路:要实现输出的稳定的电压,先获取输出端的电压,然后反馈给输出端调控输出功率(电压低则增大输出功率,反之则减小),终达到一个动态平衡,稳定电压是一个不断反馈的结果。
一、整体概括
下图是一个反激式开关电源的原理图。
输入电压范围在AC100V~144V,输出DC12V的电压。
二、瞬变滤波电路解析
市电接入开关电源之后,首先进入瞬变滤波电路(Transient Filtering),也就是我们常说的EMI电路。
下图描述的是本次举例说明的瞬变滤波电路的电路图。
各个器件说明:
F1-->保险管:当电流过大时,断开保险管,保护电路。
CNR1-->压敏电阻:抑制市电瞬变中的尖峰。
R31、R32-->普通贴片电阻:给这部分滤波放电,使用多个电阻的原因是分散各个电阻承受的功率。
C1-->X电容:对差模干扰起滤波作用。
T2-->共模电感:衰减共模电流。
R2-->热敏电阻:在电路的输入端串联一个负温度系数热敏电阻增加线路的阻抗,这样就可以有效的抑制开机时产生的浪涌电压形成的
浪涌电流。
当电路进入稳态工作时,由于线路中持续工作电流引起的NTC发热,使得电阻器的电阻值变得很小,对线路造成的影响可以完全忽略。
三、整流部分
各个器件说明:
BD1->整流桥
L1、EC1、EC2->π型LC滤波电路,主要起的就是滤波,使输出的电流更平滑。
四、开关电源主体部分
开关电源的主题部分如下图:五、输出端滤波电路
下图是输出端滤波电路:。
2019年反激式开关电源设计大全

2019年反激式开关电源设计大全前言对一般变压器而言,原边绕组的电流由两部分组成,一部分是负载电流分量,它的大小与副边负载有关;当副边电流加大时,原边负载电流分量也增加,以抵消副边电流的作用。
另一部分是励磁电流分量,主要产生主磁通,在空载运行和负载运行时,该励磁分量均不变化。
励磁电流分量就如同抽水泵中必须保持有适量的水一样,若抽水泵中无水,它就无法产生真空效应,大气压就无法将水压上来,水泵就无法正常工作;只有给水泵中加适量的水,让水泵排空,才可正常抽水。
在整个抽水过程中,水泵中保持的水量又是不变的。
这就是,励磁电流在变压器中必须存在,并且在整个工作过程中保持恒定。
正激式变压器和上述基本一样,初级绕组的电流也由励磁电流和负载电流两部分组成;在初级绕组有电流的同时,次级绕组也有电流,初级负载电流分量去平衡次级电流,激励电流分量会使磁芯沿磁滞回线移动。
而初次级负载安匝数相互抵消,它们不会使磁芯沿磁滞回线来回移动,而励磁电流占初级总电流很小一部分,一般不大于总电流10%,因此不会造成磁芯饱和。
反激式变换器和以上所述大不相同,反激式变换器工作过程分两步:第一:开关管导通,母线通过初级绕组将电能转换为磁能存储起来;第二:开关管关断,存储的磁能通过次级绕组给电容充电,同时给负载供电。
可见,反激式变换器开关管导通时,次级绕组均没构成回路,整个变压器如同仅有一个初级绕组的带磁芯的电感器一样,此时仅有初级电流,转换器没有次级安匝数去抵消它。
初级的全部电流用于磁芯沿磁滞回线移动,实现电能向磁能的转换;这种情况极易使磁芯饱和。
磁芯饱和时,很短的时间内极易使开关管损坏。
因为当磁芯饱和时,磁感应强度基本不变,dB/dt近似为零,根据电磁感应定律,将不会产生自感电动势去抵消母线电压,初级绕组线圈的电阻很小,这样母线电压将几乎全部加在开关管上,开关管会瞬时损坏。
由上边分析可知,反激式开关电源的设计,在保证输出功率的前提下,首要解决的是磁芯饱和问题。
反激式开关电源设计

反激式开关电源设计反激式开关电源(Flyback Switching Power Supply)是一种常见的开关电源拓扑结构,广泛应用于各种电子设备中。
它具有体积小、效率高、成本低以及输出功率可调等优点,是现代电子产品中常见的电源设计方案之一反激式开关电源的基本工作原理如下:输入电压通过输入滤波电容进行滤波处理后,经过输入电阻和整流二极管进入变压器的一侧,经过一定的变换比转化为高压脉冲,在一段时间内使得磁场存储能量。
然后,纳秒级的开关管被打开,导通磁漏感能量在负载中释放,给负载提供电能。
在变压器中,输出输出电压通过输出二极管、滤波电容等元件经过滤波处理后,提供给负载。
同时,负载电流的反馈信息通过反馈电路控制控制器,实现对输出电压的稳定调节。
1.输入电压范围:反激式开关电源应能适应不同输入电压,以保证电源的稳定输出。
2.输出电压范围:根据具体应用需求确定输出电压范围,可通过反馈电路和调节元件进行调节。
3.输出功率:根据负载的需求确定输出功率大小,确保负载能够正常工作。
4.效率:反激式开关电源的效率较高,设计时应尽量选择低损耗的元件和合适的电路结构,以提高整个系统的效率。
5.稳定性:设计时需要考虑输出电压的稳定性,可通过反馈控制和滤波电路等手段实现。
6.保护功能:考虑到电源在使用过程中可能遇到的过载、过压过流等问题,设计中应加入相应的保护电路,以保护电源和负载安全。
在具体的反激式开关电源设计过程中,需要按照以下步骤进行:1.根据负载的需求确定输入和输出电压,并计算所需的输出功率。
2.选取适合的开关管和变压器,根据输入和输出电压比计算变压器的变换比。
3.根据变换比确定合适的工作频率和占空比。
该步骤可通过电路仿真软件进行验证。
4.设计反馈控制回路,以控制输出电压的稳定性。
可选择基于电压模式或者电流模式进行控制。
5.根据设计参数选择合适的滤波电容和输出二极管等元件,以保证输出电压质量。
6.添加必要的保护电路,如过载保护、过压保护等,以保护电源和负载安全。
反激开关电源设计实例[1]
![反激开关电源设计实例[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/5ba1512d7375a417866f8f9d.png)
1. 初级允许最大带绝缘线径 d j1
王字形骨架
d j1 =
0.9 ×Acu1 = Np
0.9 × 23.75 = 0.49mm 89
选裸线 0.45mm,带绝缘直径 0.49mm
次级允许最大带绝缘线径 d j2
王字形骨架
d j2 =
0.9 ×Acu2 = Ns
0.9 × 23.75 = 0.577mm 37
上图为骨架尺寸
C1
=
C2
=
5mm,
D
=
18.4 − 2
8.9
=
4.75mm
绕组线径的选取,
知道了圈数和骨架尺寸,可算出在骨架绕线空间一定的圈数能绕下的最大带绝缘 的线径,要查表算出裸线直径。
先计算网子形骨架容纳导线面积 Acu
王字形骨架 Acu1 = C1 × D = 5 × 4.75 = 23.75 Acu2 = C2 × D = 5 × 4.75 = 23.75
Np
=
Lp × I p ×104 ΔB × Ae
=
925 × 0.78 0.2 × 40.32
= 89
计算次级匝数 NS
NS
=
(Vout
+ VD )×N
Vf
p
=
(43 +1)× 89
106
= 37
Ns − −次级匝数
V out− − 次级某绕组输出电压(V)
VD − − − 输出整流二极管压降(V)
本例单根导线的直径不大于两倍趋肤深度不需用利兹线。
计算绕组平均匝长
l
cu1=l
cu 2=
0.1⎢⎣⎡(4
×
8.9)
+
(完整版)反激式开关电源的设计方法

1 设计步骤:1.1 产品规格书制作1.2 设计线路图、零件选用.1.3 PCB Layout.1.4 变压器、电感等计算.1.5 设计验证.2 设计流程介绍:2.1 产品规格书制作依据客户的要求,制作产品规格书。
做为设计开发、品质检验、生产测试等的依据。
2.2 设计线路图、零件选用。
2.3 PCB Layout.外形尺寸、接口定义,散热方式等。
2.4 变压器、电感等计算.变压器是整个电源供应器的重要核心,所以变压器的计算及验证是很重要的,2.4.1 决定变压器的材质及尺寸:依据变压器计算公式Gauss x NpxAeLpxIp B 100(max ) ➢ B(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(cm 2)➢B(max) 依铁心的材质及本身的温度来决定,以TDK FerriteCore 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3000~3500 Gauss 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,所以可以做较大瓦数的Power 。
2.4.2 决定一次侧滤波电容:滤波电容的决定,可以决定电容器上的Vin(min),滤波电容越大,Vin(win)越高,可以做较大瓦数的Power ,但相对价格亦较高。
2.4.3 决定变压器线径及线数:变压器的选择实际中一般根据经验,依据电源的体积、工作频率,散热条件,工作环境温度等选择。
当变压器决定后,变压器的Bobbin 即可决定,依据Bobbin 的槽宽,可决定变压器的线径及线数,亦可计算出线径的电流密度,电流密度一般以6A/mm 2为参考,电流密度对变压器的设计而言,只能当做参考值,最终应以温升记录为准。
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2019年反激式开关电源设计大全前言对一般变压器而言,原边绕组的电流由两部分组成,一部分是负载电流分量,它的大小与副边负载有关;当副边电流加大时,原边负载电流分量也增加,以抵消副边电流的作用。
另一部分是励磁电流分量,主要产生主磁通,在空载运行和负载运行时,该励磁分量均不变化。
励磁电流分量就如同抽水泵中必须保持有适量的水一样,若抽水泵中无水,它就无法产生真空效应,大气压就无法将水压上来,水泵就无法正常工作;只有给水泵中加适量的水,让水泵排空,才可正常抽水。
在整个抽水过程中,水泵中保持的水量又是不变的。
这就是,励磁电流在变压器中必须存在,并且在整个工作过程中保持恒定。
正激式变压器和上述基本一样,初级绕组的电流也由励磁电流和负载电流两部分组成;在初级绕组有电流的同时,次级绕组也有电流,初级负载电流分量去平衡次级电流,激励电流分量会使磁芯沿磁滞回线移动。
而初次级负载安匝数相互抵消,它们不会使磁芯沿磁滞回线来回移动,而励磁电流占初级总电流很小一部分,一般不大于总电流10%,因此不会造成磁芯饱和。
反激式变换器和以上所述大不相同,反激式变换器工作过程分两步:第一:开关管导通,母线通过初级绕组将电能转换为磁能存储起来;第二:开关管关断,存储的磁能通过次级绕组给电容充电,同时给负载供电。
可见,反激式变换器开关管导通时,次级绕组均没构成回路,整个变压器如同仅有一个初级绕组的带磁芯的电感器一样,此时仅有初级电流,转换器没有次级安匝数去抵消它。
初级的全部电流用于磁芯沿磁滞回线移动,实现电能向磁能的转换;这种情况极易使磁芯饱和。
磁芯饱和时,很短的时间内极易使开关管损坏。
因为当磁芯饱和时,磁感应强度基本不变,dB/dt近似为零,根据电磁感应定律,将不会产生自感电动势去抵消母线电压,初级绕组线圈的电阻很小,这样母线电压将几乎全部加在开关管上,开关管会瞬时损坏。
由上边分析可知,反激式开关电源的设计,在保证输出功率的前提下,首要解决的是磁芯饱和问题。
如何解决磁芯饱和问题?磁场能量存于何处?将在下一篇文章:反激式开关电源变压器设计的思考二中讨论。
反激式开关电源设计的思考二---气隙的作用“反激式开关电源设计的思考一”文中,分析了反激式变换器的特殊性防止磁芯和的重要性,那么如何防止磁芯的饱和呢?大家知道增加气隙可在相同ΔB的情况下,ΔIW的变化范围扩大许多,为什么气隙有此作用呢?由全电流定律可知:由上例可知,同一个磁芯在电流不变的条件下,仅增加1mm气隙,加气隙的磁感强度仅为不加气隙的磁感应强度的 4.8%,看来效果相当明显。
加了气隙后,是否会影响输出功率呢?换句话说,加了气隙变压器还能否储原来那些能量呀?看一下下面的例子就知道了:在“思考一”一文中已讨论过,当开关管导通时,次级绕组均不构成回路,此时,变压器象是仅有一个初级绕组带磁芯的电感器一样,母线将次级需要的全部能量都存在这个电感器里。
如下图1就是一个有气隙的电感器:图1表示一个磁芯长为lm,气隙长为lg,截面积为Ae的磁芯,在其上绕N匝线圈,当输入电压为Ui时,输入功率为Wi:6式右边的积分为图2中阴影部分面积A,即就是说:磁场能量的大小等于磁化曲线b和纵轴所围成的面积大小。
图1中,假定磁路各部分的面积相等,磁芯各部分的磁场强度为Hm,气隙部分的磁场强度为Hg,由全电流定律得:11式右边第一项是磁芯中的磁场能量,第二项是气隙部分的磁场能量,分别用Wi和Wg表示;那么:图3中,曲线m表示图1电感器无气隙时的磁化曲线,曲线g 表示有气隙时的磁化曲线。
图中,面积Am表示储存在磁芯部分的磁场能量;面积Ag表示储存在气隙部分的磁场能量。
上面讲了气隙的作用以及磁场能量在变压器中的分布,那么,根据输出功率如何选用磁芯呢?将在反激式开关电源设计思考三中讨论。
反激式开关电源设计的思考三---磁芯的选取字体大小:大 | 中 | 小 2007-03-09 14:11 - 阅读:4852 - 评论:2反激式开关电源设计的思考三(磁芯的选取)在DCM状态下选择:Uin-电源输入直流电压Uinmin-电源输入直流电压最小值D-占空比Np-初级绕组匝数Lp-初级绕组电感量Ae-磁芯有效面积Ip-初级峰值电流f-开关频率Ton-开关管导通时间I-初级绕组电流有效值η-开关电源效率J-电流密度通过(3)式可方便计算出反激式开关电源在电流断续模式时磁芯的AeAw值,通过查厂商提供的磁芯参数表就可选择合适的磁芯,在选择磁芯时要留一定的余量。
例如:有一反激式开关电源输出功率为10W,开关频率为40KHz, ΔB为0.16T,电流密度取 4.5A/mm2磁芯选用EE系列,那么由公式(3)可知:考虑到实际绕线的绝缘层等的影响,须考虑填充系数(取0.8), 即:Ap = AeAw/0.8=1.736×1000 / 0.8 = 2207.5通过上面计算,EE19磁芯比较接近,考虑到辅助绕组和其他因素选择EE20磁芯。
为计算方便,(3)式可修正为:Ap = AwAe = 6500×P0 / (△B×J×f) (4)单位:P0 ----- 瓦特;△B ---- 特斯拉J ------ 安培/平方毫米f ------ 千赫兹Ap ------ 毫米的四次方在实际使用中一定要注意公式的应用条件,公式(4)是在单端反激式开关电源电流断续模式下推导出来的,并且用了一系列假设:1.窗口使用系数SF:0.42.初级绕组面积Ap = 次级绕组面积 As3.当直流输入电压最低时Dm=0.54.电源效率η= 0.85.填充系数为0.8因此,该计算值在使用中要根据实际情况酌情修正,并且作为我们选择磁芯的一个大致参考,由于工艺的原因必须通过实践验证而最终确定。
另外单端反激式开关电源中,他激式和自激式的效率差别比较大,一般自激式的效率比较低,大概在0.7左右,使用公式(4)时要乘以(0.8/0.7=)1.15进行修正。
磁芯选好后,在反激式开关电源设计过程中应该遵循的规则将在反激式开关电源设计的思考四中讨论。
反激式开关电源设计的思考四-反激式开关电源设计应遵循的规则字体大小:大 | 中 | 小 2007-03-20 16:41 - 阅读:1783 - 评论:10 反激式开关电源设计的思考四-反激式开关电源设计应遵循的规则(www. )由于反激式开关电源的特殊性,在设计时要特别考虑的问题就多一些,归纳起来有如下几点:一、任何时刻开关管上所承受的电压都要低于它所能够承受的最大电压,并且要有足够的安全裕量;以此为出发点,就确定了变压器的变化;Ucemax = Uinmax + N·Uo + Upk + Uy式中:Ucemax-开关管所能承受的最大电压N-变比初级匝数Np / 次级匝数NsUin-直流输入电压最大值Uo-输出电压Upk-漏感所产生的电压Uy-电压裕量此式很重要一点,就是确定了变比N,变比一确定一系列问题就确定下来;比如:反射电压:VoR = N·Vo;占空比: D = VoR /( Vin +VoR);导通时间: Ton = D·T变比一定要选择合适,以使电路达到优化;若使用双极型晶体管对其基电极的控制很重要,因为它影响着Vcemax的大小:Vces>Vcer>Vceo;在ce间承受最高电压时最好保证be结短接或者反偏,此时晶体管就可承受较高的反偏电压. 二、任何时刻都应保证磁芯不饱和;由于反激式开关变压器的特殊性,磁芯饱和问题在反激式变换器的设计中尤为重要。
一旦磁芯饱和,开关管瞬间就会损坏。
为防止磁芯饱和反激式开关变压器磁芯一般都留气隙,显著扩大磁场强度的范围,但仅靠气隙并不能完全解决磁芯饱和的问题,由磁感应定律很容易得出:由(1)式知:磁感应强度与输入电压和导通时间有关。
在输入电压一定时,由反馈电路保证Ton的合适值。
在工作过程中,根据磁饱和的形式分两种情况:一种是:一次性饱和:当反馈环路突然失控时,在一个周期内导通一直持续,直到过大的Ip使磁芯饱和而使开关管立即损坏;另一种是:逐次积累式饱和:磁芯每个周期都有置位与复位动作,反激式开关电源磁芯置位是由初级绕组来实现,磁芯复位是由次级绕组和输出电路来实现。
当电路等设计不当时,每次磁芯不能完全复位,一次次的积累,在若干周期内磁芯饱和。
就像吹气不一样,一口气吹破就相当磁芯一次性饱和;每吹一次,就排气,但每次排气量都比进气量少一点,这样循环几次后,气球就会被撑破的;若每次充排气量相同,气球就不会破的,磁芯也是如此,如下图:磁芯从a→b→c为置位,从c→d→a为复位,每个周期都要回到a,磁芯就不会饱和。
对于反激式开关电源的断续模式,磁芯复位一般是不成问题的。
三、始终保持变换器工作于一个模式如CCM或DCM;不要在两个模式之间转换,这两种模式不同,对反馈回路的调节电路要求也不同,在考虑某一种模式而设计的调节电路,如运行到另一模式时易引起不稳定或者性能下降。
四、保证最小导通时间不接近双极性开关管的存储时间;(MOSFET管例外)在设计反激式开关电源时,特别在开关电源频率较高、直流输入电压最高,负载又较轻时,开关导通时间Ton最小,若这个时间接近或小于双极性晶体管的存储时间(0.5μs~1.0μs)时,极易造成开关管失控,而使磁芯饱和。
此时就要重新审视开关频率的选择,或能否工作于如此高电压或者通过调节占空比来适应。
或者选用其他电路拓扑。
五、不要将变换器的重要元件的参数选得接近分布参数;具体来说,电阻不要太大,电容器和电感器不要太小。
(1)许多反激式开关电源都有一个振荡频率,由IC芯片提供,如UC3842,由RC决定,当把R选择太大,C太小时,就易使稳定性特别差;如电容C小得接近分布参数,也就是说取掉该电容由线路板及其它元件间的分布参数而形成的容值都和所选的电容容值差不多;或者所选电阻太大以至于线路板上的漏电流所等效的阻值都和所选的电阻大小差不多;这将造成工作不稳定,如温度或湿度变化时其分布参数也跟着变化,严重影响振荡的稳定性。
R一般不要大于1M欧,C一般不要小于22PF。
(2)反激式开关电源的输出功率如下式:(DCM)注意:由于笔误,应为:U2=U*U,D2=D*D由(2)式可知:在电流断续模式时,当电压和频率固定的情况下,输出功率和变压器的初级电感成反比。
即要增加功率就要减小初级绕组的电感量。
反激式开关变压器的特殊性:当开关管导通时变压器相当于仅有初级绕组的一个带磁芯的电感器,当这个电感器小到一定值时就不可太小了,当小至和分布电感值差不多时,这样变压器的参数就没有一致性,工作稳定性差,可能分布参数的变化都会使整个电感值变化一少半,电路的可靠性就无从谈起。
初级电感值至少应是分布电感的10倍以上。