正激电路设计总结
正激电路 方案
正激电路方案
正激电路（Positive Feedback Circuit）是一种电子电路，其设计目的是增强信号的输出。
与负激电路相比，正激电路具有更多的应用领域和更大的灵活性。
本文将重点讨论正激电路的原理和一些常见的应用案例。
我们来介绍正激电路的基本原理。
正激电路通过将一部分输出信号反馈到输入端，从而增强输入信号，并产生更大的输出信号。
这种反馈机制使得正激电路可以放大信号、产生震荡或实现非线性的运算功能。
正激电路的一个典型应用是放大器。
通过引入正激电路，我们可以增加放大器的增益，并改善其线性性能。
例如，在音频放大器中，正激电路能够提供更大的输出功率，使得声音更加清晰、响亮。
另一个常见的应用是振荡器。
正激电路可以构建各种类型的振荡器，如正弦波振荡器、方波振荡器和脉冲振荡器等。
这些振荡器在通信系统、计算机系统和音频设备中都有广泛的应用。
正激电路还可以用于实现非线性运算功能。
例如，在模拟计算机中，正激电路可以用来构建逻辑门、模拟比较器和模拟乘法器等。
这些功能在信号处理和控制系统中非常重要。
需要注意的是，正激电路设计需要谨慎，避免产生过大的正反馈，导致系统不稳定或产生震荡。
因此，在设计正激电路时，必须合理
选择元件参数，并进行系统级的仿真和调试。
正激电路是一种重要的电子电路，具有广泛的应用。
通过合理设计和使用，正激电路可以增强信号的输出，改善系统性能，并实现各种非线性运算功能。
在未来的发展中，正激电路将在各个领域发挥更加重要的作用，为人们的生活和工作带来更多便利和创新。
正激电源的制作及测试—正激电源电路的分析
电路工作原理分析
分析电路的基本方法：先从整体上分析电路的结
构（说清楚具体的结构），再从局部（或控制芯
片引脚的功能）分析每一部分或每个元件的作用。 电路组成结构： EMI整流滤波电路、磁复位正激变换器、输出 检测反馈和控制三大部分电路构成。
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（1）EMI整流滤波电路
NTC抑制浪涌电流
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（2）磁复位正激变换电路 其中C15、R15构成吸收网络
21 21
3. 工作原理的比较：
反激式变换器工作过程分两步： （1）MOS管导通，初级绕组将电能转换为磁能存储 起来； （2）MOS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。
正激式变换器工作过程分两步： （1）MOS管导通，初级和副级绕组同时工作，将电 能传递到储能电感上； （2）MOS管关断，副边（和、原边）不工作，复位 绕组（复位二极管）工作，变压器进行磁复位。
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1. 复位绕组的正激变换器的结构
Forward converter with reset winding
·
T
***
磁复位绕组W3
W3
W1
Vin *** 原边W1
·
***
D1
W副2 边W2D2
·
Q D3
Vgs
· ··
·
Lf
Vo
Cf
RL
··
6 6
正激式变压器的介绍： Forward Transformer introduction
CH1:原边 CH2:副边
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（2）调试电路
3）输出检测、反馈和控制电路 控制电路的调试
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（2）调试电路
3）输出检测、反馈和控制电路 控制电路的调试 在二极管D1的阳极加16.7±0.5V，用示波器测量PIN8 （Vref），输出5±2%V，测量PIN4，输出三角波，频 率 为65±10%KHz，测量PIN6，输出PWM波，频率为 65±10%KHz，幅值为15±1V。
100W单端正激开关电源方案分享之主电路设计
100W 单端正激开关电源方案分享之主电路设计
单端正激式开关电源的设计和研发工作，对于很多工程师来说都是非常熟悉的了，这种开关电源在家电以及加工制造等领域是比较常见的。
本文将会在这里为大家分享一种100W 的单端正激开关电源设计方案，这一开关电源适合小功率应用方向的选择，设计相对简单易操作。
在今天的文章中，将会着重分享这一方案的主电路设计情况。
100W 单端正激开关电源的技术指标
本方案所设计的这种100W 单端正激式开关电源的技术指标要求是，输入市电220V/50HZ，输出12V/4A，工作温度为-40℃～+85℃，工作频率200～250KHZ，隔离电阻大于200MΩ，输入电压范围为交流176V～
260VAC/50HZ。
这一方案中的主要技术要求是输出电压精度维持在±1%左右，输出纹波需要控制在VP-P≤1%，负载调整率（主路）±0.5%。
同时，这一方案还要求输出具有短路保护功能，并能自动恢复。
效率η>82%。
主电路框架设计
下图图1 所示是本方案所选择的单端正激式开关电源电路的典型结构，可以看到，这一电源主要由整流滤波电路、DC/DC 变换电路、开关占空比控制电路以及取样比较电路等模块构成。
在这一单端正激式的开关电源主电路结构中，其前级整流滤波电路的主要作用是被用来消除来自电网的干扰，同时这一电路的设计也能够有效的防止开关电源产生的高频噪声向电网扩散，并将电网输入电压进行整流滤波，为变换器提供直流电压。
变换器是这一单端正激式开关电源的关键部分，在电源正常运行时，变换器可以把直流电压变换成高频交流电压，并且起到将输出部分与输入电网隔。
正激式电源原理设计
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变压器复位电路
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变压器复位电路分析
上图中，若开关晶体管Tr1截至，则变压器Np绕组产生反 向电动势，二极管Dr导通，同时对Cr充电，Rr与Cr并联， Cr上的电荷被Rr消耗。
变压器实现复位的条件是Rr所消耗的功率等于变压器所储 存的能量，设Cr的电压为Vr，则： Vr=√（Rr×f/2Lp）×Vin×Ton
由于复位绕组N3的端电压被嵌位为输入电压Vin， 那么初级绕组Np产生复位电压Vr为： Vr=Np×Vin/Nr 只要减少复位绕组的匝数，即可使Vr上升，从 而在很短的时间tr内完成变压器复位。
由于MOS管和二极管的耐压条件有限，一般取 Vr=Vin，因此Np=Nr。
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正激式变压器的设计
正激式电源概述
一般DC/DC模块电源，功率级一般从几瓦到几 十瓦，输出电压从几伏至上百伏，对于几十瓦 的电源，一般以低压大电流为主，有5V/10A、 5V/6A、3.3V/8A等规格，效率一般在80％左右 （具体视输出电压大小可以按要求设计）。因 为模块电源要求MTBF（平均无故障时间） 1000000小时以上，所以要尽量避免使用电解电 容，最好使用陶瓷电容。陶瓷电容容量不大， 具有非常好的高频特性。此外，DC/DC模块电 源的厚度要求小于12.7mm，所以对变压器的要 求高，磁芯必须具有扁平的形状和在高频情况 下具有较小的损耗因子 。
最大导通时间： Tonmax=T×Dmax
这里的，对于正激式 ，Dmax：0.4~0.45较好，一般取0.42； 变压器的次级电压计算：
Voutmin=（Vout+VL+VD）×T/Ton Voutmin：次级最小输出电压，V；
Vout：输出电压，一般是给定值； VL：输出电感压降，=（Vinmin×Tonmax） ×104 /（Bmax×Ae）
正激、反激、双管反激、推挽开关电路小结
正激、反激、双管反激、推挽开关电路⼩结开关电源电路学习⼩结1.正激（Forward）电路正激电路的原理图如图1所⽰：图1、单管正激电路1.1电路原理图说明单管正极电路由输⼊Uin、滤波电容C1、C2、C3，变压器Trans、开关管VT1、⼆极管VD1、电感L1组成。
其中变压器中的N1、N2、N3三个线圈是绕在同⼀个铁芯上的，N1、N2的绕线⽅向⼀致，N3的绕线⽅向与前两者相反。
1.2电路⼯作原理说明开关管VT1以⼀定的频率通断，从⽽实现电压输出。
当VT1吸合时，输⼊电压Uin被加在变压器线圈N1的两边，同时通过变压器的传输作⽤，变压器线圈N2两边产⽣上正下负的电压，VD1正向导通。
Uin的能量通过变压器Tran传输到负载。
由于N3的绕线⽅向与N1的相反，VT1导通时，N3的电压极性为上负下正。
当VT1关断时，N1中的电流突然变为0，但铁芯中的磁场不可能突变，N1产⽣反电动势，⽅向上负下正；N3则产⽣上正下负的反向电动势，多出的能量将被回馈到Uin。
通过上述内容可以看到W3的作⽤，就是为了能使磁场连续⽽留出的电流通路，采⽤这种接线⽅式后，VT1断开器件，磁场的磁能被转换为电能送回电源。
如果没有N3，那么VT1关断瞬间要事磁场保持连续，唯有两个电流通路：⼀是击穿开关；⼆是N2电流倒流使⼆极管反向击穿。
击穿开关或⼆极管，都需要很⾼电压，使击穿后电流以较⾼的变化率下降到零；⽽很⾼的电流变化率（磁通变化率）⾃然会产⽣很⾼的感⽣电动势来形成击穿电压。
由此可见，如果没有N3，则电感反向时的磁能将⽆法回收到电源；并且还会击穿开关和⼆极管。
1.3⼩结1)正激电路使⽤变压器作为通道进⾏能量传输；2)正激电路中，开关管导通时，能量传输到变压器副边，同时存储在电感中；开关管关断时，将由副边回路中的电感续流带载；3)正激电路的副边向负载提供功率输出，并且输出电压的幅度基本是稳定的。
正激输出电压的瞬态特性相对较好；4)为了吸收线圈在开关管关断时时的反电动势，需要在变压器中增加⼀个反电动势吸收绕组，因此正激电路的变压器要⽐反激电路的体积⼤；5)由于正激电路控制开关的占空⽐都取0.5左右，⽽反激电路的占空⽐都较⼩，所以正激电路的反激电动势更⾼。
单端正激电路的分析和设计
单端正激电路的分析和设计单端正激电路的分析和设计一、工作原理如图：Q1导通时，副边二极管D1导通，D2截止，电网通过变压器T1向负载R L输送能量，此时输出滤波电感L0储存能量。
当Q1截止时，电感的储能通过续流二极管D2向负载释放，D1截止。
N3与二极管D3串联起到去磁复位的作用。
注意：复位绕组对变压器工艺的要求，要求耦合好又要绝缘好。
还有其它形式复位电路如RCD复位电路LCD复位电路输出电压V0= N S ×T ON ×EN P TN S/N P为副边原边匝比T ON/T为导通时间与周期的比，即导通占空比E为原边绕组电压二、正激电路的设计设计前我们要给定电路设计的一些指标参数，总结为：1、开关频率2、输入电压范围:Vin min—Vin max3、输出负载范围:Io min—Io max4、输出电压范围:Vo min—Vo max5、滤波电感电流的纹波: △I L f6、输出电压纹波:△Vo第一步：工作频率的确定工作频率对电源体积以及特性影响很大，必须很好地选择。
工作频率高时，输出滤波器和输出变压器可小型化，过渡响应速度快。
但主开关元件、输出二极管、输出电容以及输出变压器的磁芯，还有电路设计等都受到限制。
另外，还要注意输出变压器绕组匝数。
第二步：最大导通时间（Ton max）的确定。
Ton max=T×Dmax对于正向激励D选为0.4~0.45较适宜。
Dmax是设计电路时的一个重要参数，它对主开关元件，输出二极管的耐压与输出保持时间，输出变压器以及输出滤波器的大小，变换效率等都有很大影响。
第三步：变压器次级输出电压的计算Vs min= （Vo max＋V L＋V F）×TTon maxVs min：变压器次级最低电压Vo max：最大输出电压V L：电感线圈压降V F：输出侧二极管的正向压降第四步：变压器匝比N的计算N= Vin minVs minVin min: 变压器初级最低电压Vs min：变压器次级最低电压第五步：变压器初级绕组匝数的计算因为作用电压是一个方波，一个导通期间的伏秒值与初级绕组匝数关系N P= Vin min ×Ton max×108(Bm－Br)×SN P：初级绕组匝数Vin min：变压器初级最低电压Ton max：最大导通时间Bm－Br：磁感应强度S：磁芯有效截面积第六步：次级绕组匝数的计算Ns=Np/NN为匝比第七步：输出滤波电感的计算L=Vs min－（V F＋Vo max）×T on max △I L△I L为I O的15%—20%另外，功率开关器件电流电压耐量的确定，变压器原副边绕组线径的确定。
经验总结：关于正激变压器的设计
经验总结：关于正激变压器的设计正激变压器由于储能装置在后面的BUCK电感上，所以没有Flyback变压器那么复杂，其作用主要是电压、电流变换，电气隔离，能量传递等。
所以，我们计算正激变压器的时候，一般都是首先以变压次级后端的BUCK电感为研究对象的，BUCK电感的输入电压就是正激变压器次级输出电压减去整流二极管的正向压降，所以我们又称正激电源是BUCK的隔离版本。
首先说说初次级匝数的选择：以第三绕组复位正激变压器为例，一旦匝比确定之后，接下来就是计算初次级的匝数，论坛里有个帖子里的工程师认为，正激变压器在满足满负载不饱和的情况下，匝数越小越好。
其实这是个误区，匝数的多少决定了初级的电感量（在不开气隙，或开同样的气隙情况下），而电感量的大小就决定了初级的励磁电流大小，这个励磁电流虽不参与能量的传递，但也是需要消耗能量的，所以这个励磁电流越小电源的效率越高；再说了，过少的匝数会导致deltB变大，不加气隙来平衡的话，变压器容易饱和。
无论是单管正激还是双管正激，都存在磁复位的问题。
且都可以看成是被动方式的复位。
复位的电流很重要，如果太小了复位效果会被变压器自身分布参数（主要是不可控的电容，漏感）的影响。
复位电流是因为电感电流不能突变，初级MOSFET关断之后，初级绕组的反激作用，又复位绕组跟初级绕组的相位相反，所以在复位绕组中有复位电流产生复位电流关系到磁芯能否可靠的退磁复位，其重要性不言自喻；当变压器不加气隙时，其初级电感量较大，复位电流自然就小。
但在大功率的单管正激和双管正激的实际应用中，往往需要增加一点小小的气隙，否则设计极不可靠，大功率的电源，一次侧电流很大,漏感引起的磁感应强度变化，B=I*Llik/nAe,就大，加气隙是为了减小漏感Llik。
正激的占空比主要是取决于次级续流电感的输入与输出，次级则就是一个BUCK电路，而CCM的BUCK线路Vo=Vin*D，跟次级的电流无关Vo=Vin*DVo:输出电压，Vin：BUCK的输入电压，即正激变压器的输出电压减去整流管的正向压降，D：占空比在此，输出电压是已知的我们只要确定一个合适的占空比，就可以计算出BUCK电感的Vin，也就是说变压器的输出电压基本就定下来了。
单端正激变换器电路解说
单端正激变换器電路解說★电路拓扑图2、电路原理其变压器T1起隔离和变压的作用，在输出端要加一个电感器Lo（续流电感）起能量的储存及传递作用，变压器初级需有复位绕组Nr（此点上我对一些参考书籍存疑，当然有是最好，实际应用中考虑到变压器脚位的问题）。
在实际使用中，我也发现此绕组也用RCD吸收电路取代亦可，如果芯片的辅助电源用反激供给则也可削去调整管的部分峰值电压（相当一部份复位绕组）。
输出回路需有一个整流二极管D1和一个续流二极管D2。
由于其变压器使用无气隙的磁芯，故其铜损较小，变压器温升较低。
并且其输出的纹波电压较小。
3、变压器计算一般来说高频变压器的设计可划分为以下六个步骤：a、选择磁芯材料和磁芯结构形式。
b、确定工作频率，工作最大磁感应强度Bm。
c、计算并初选磁芯型号。
d、计算并调整原、副边匝数。
e、计算并确定导线线径。
f、校核窗口面积和最大磁感应强度Bm。
现就这六个步骤来讨论单端正激式变压器的设计：★ 选择磁芯材料和磁芯结构形式高频变压器磁性材料选择的标准为高初始磁导率μi、低矫顽力Hc、高饱和磁感应强度Bs、低剩磁Br、高电阻率ρ和高居里温度点。
磁导率高，变压器工作时励磁电流就小；矫顽力低则磁滞损耗比较小；高饱和磁感应，低剩磁，变压器工作时磁通变化范围 B可以较大，相应减小了变压器体积；高电阻率，高频工作时涡流损耗比较小；高居里温度点，变压器工作温度可以相应提高，但以上各项要求不可能同时得到满足，不同的磁性材料存在其长处也必然存在不足，需视具体应用条件加以选择。
一次电源工作频率一般选择在60KHz～150KHz 之间，二次电源产品工作频率一般选择在100KHz～400KHz之间，在这个频率范围，宜选用Mn-Zn铁氧体材料，目前二次电源常用的铁氧体材料包括TDK的PC30－PC40，Magnetics的P 材料，PHILIP的3F3及899厂的R2KB2等。
磁芯结构形式的选择一是考虑能量传递，二是考虑几何尺寸的限制，三是考虑磁芯截面积和窗口面积的比例，多路输出变压器一般要求有较大的窗口面积，选择EE型、EI型或PQ 型磁芯，可具有较大的窗口和良好的散热性，DC/DC模块电源可选用FEY型、FEE型、EUI型等，铃流变压器要求磁芯截面积比较大，可选用GU形磁芯；此外还应考虑变压器的安装，加工方便性，成本等，目前中、大功率通常选用GU形磁芯，这种磁芯特点是有较大的截面积，漏磁很小，采用国产材料，成本低，但出线需手焊。
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正激电路设计总结
发布时间: 2013-04-10 16:37:55 来源: EDA中国
正激电路设计的一些总结
在DC-DC通信领域里，目前正激有源钳位占了大半江山，特别是国内的模块电源厂家，其中使用控制芯片比较的多的是国半的LM5025NCP1562，目前这两个芯片我都有成熟的设计案例，NCP1562按推荐的电路调试是很难达到模块的电源的设计要求，主要是电压环路的设计上有不少问题。
第一次在电源网发博，今天就想说说对在正激设计中，变压器一些不定参数的选择，如变压的△B和Bmax的选择、占空比的选择、因为已有太多的初学者问过同样的问题了，希望能初学电源的革命同志有点帮助。
首先我们要正确理解正激变压的特点，正激变压的工作模式是，变压器一边导通一边传递能量，可以把它理解成隔离的BUCK，其实正激才是真正的变压器，它不存储能量，只是把能量向副边传递，所以正激变压器不需要开气隙，而反激变压相当于一个隔离电感，先存储能量在传递能量，磁芯的特性是低磁阻的，无法存储能量，所以反激变压器需要开气隙来存储能量，好不要扯远了，这里这是描述一下正激变压器工作的特点。
任何的磁性器件工作都需要激磁和去磁，正激变压器集成产生的能量不能传递到副边，反激可以，所以正激电路必须要加去磁电路，按照去磁的方式，我们将正激分成了三绕组去磁正激、谐振正激、和有源钳位正激，三绕组正激的工作在第一象限、而谐振正激和有源去磁正激工作在第一和第三象限，这些都老生常谈的话题了，在各种开关电源书籍中都有非常多的描述，推荐初学者读一下张兴柱博士的《开关电源功率变换器拓扑与设计》归纳性很强的。
由于正激变压器中B值的变化不会随着输出电流的改变而改变，也不会随着输入电压的改变而改变，设计成多少，它就是多少，所以磁饱和的问题是很容易控制住的。
在一些教材和沦文里提到了一个0.1和0.3的取值问题。
很多人问我到底取0.1好，还是0.3好呢？首先我们看看为什么可以取到0.3，我们来看看磁芯材质的特性，DC-DC的模块电源用过的材质有金川的RM2.3K、越峰的P47、天通的TPW33A、TDK的PC95、主要是高频特性好。
因为不能贴图，希望有兴趣的可以找资料看看。
这几种差不多都是都是在100℃B值在0.4左右就完全饱和了，我们设计的时候可不能让它到磁饱和，太危险了。
得把余量考虑进去，这个余量怎么把控呢？磁滞回线的变化是从线性区到非线性区，再到饱和。
其实我们最好不让它跑到线性区，因为这样虽然不会一定损坏，但是比较危险了，而且在非线性区的励磁电感量急剧变小，MOS管理的峰值电流也是急剧变化的容易失控。
所以我们的B值的最大取点应该是线性工作区和非线性工作区
的交接点，可以从厂家提供的手册中图形中查到。
不同的磁芯不一样，我们不能过渡的去依赖别人提供的经验值。
今天接着写点：B值选取是计算的一个步骤，在对变压器/电感进行匝数取整等动作后，B值已比原来设想的值有一些偏移，所以我们对设计B值进行折算，再次确认没有达到饱和条件，在实际的电路调试中最好还需要进行再次测试确认，B值的验证测试非常复杂，我们可以借助于它和电流或电感量的关系来进行验证;
测试方法一：直接使用示波器的电流探头检测从互感器整流后的电压波形，或使用电流探头检测变压器原边电力的波形，将负载调节到最大负载或满载条件，环境温度设置为高温条件，直到电源的过温保护，过温保护前保证原边电流的波形的斜波部分是线性上升的过程，如果出现上升斜率的暴增，说明变压器已进入的前饱和状态，我们需要继续调整一下变压器或电感的参数，主要是电感的参数；
测试方法二；使用带直流偏置源的电桥来测试，不用上电直接把设计好的变压器或电感装置在设备上，计算出电源的峰值电流，将直流偏置源的最大电流设置超过峰值电流值，测试后读取仪表上的电感量，如果电感量在到达峰值电路值的时候出现明显下降，说明已磁已开始进入前饱和区；
先休息休息，以后再补.
今天天气不错接着写点内容，测试方法二中，最好是要加入高温的条件，但是这种精密的仪器是不可能放到高温箱中去测试的，我们可以把直流偏置的时间延长点，最好接个热电藕检测温度。
前面我们说B值的选取都是考虑到磁饱和的条件，除了这个外我们还要考虑变压器的损耗，B值选择小，计算出来的变压器匝数就多，这种情况下不是增加变压器体积，就是增加电流密度导致变压器的铜损上升。
如果B值选择大如靠近0.3附件，我们看看P47材质中，在300KHZ的频率下B值为0.1时的铁损是400KW/M^3，而在0.3时为6000K W/M^3，一共增加了25倍，厉害吧！，所以在变压器设计中，工作磁通B的选择对变压器损耗的影响非常大，如果我们想做高效率的电源就不得不在这里来精打细算了。
总结一下变压器B值的选取要考虑到饱和、考虑到损耗、考虑到体积，没有对的只有优的。
正激占空比的选择，三绕组去磁正激的占空比不能超过0.5，这里就不在重复的罗嗦了，很多书籍上都有写，谐振去磁正激和有源钳位正激去磁的原理非常相似，占空比的选择方法也比较接近，在DC-DC特别是模块电源，输入电压范围都比较宽，2:1是常见的范围，也有不少是4:1的范围，输入电压一般有三个母线段，12V输入母线、24V输入母线、4 8V输入母线。
48V在通信领域非常多、24V在工业控制行业非常多，在这种宽输入电压范围的条件下，占空比需要考虑到最大占空比、最小占空比、典型占空比，首先我们看看取最
大占空比要注意什么，正激变压器开通时和关断时，在原边绕组上的电压按照伏秒平衡法则，也就是开通的电压x开通的时间=关断的电压x关断的时间，如果占空比选择较大，那么关断的时间会比较小，原边绕组上关断器件的电压也就大，反应在开关管VDS上的电压也就比较大，我们受制于开关管的VDS耐压，有些哥们会问：我选大耐压的MOS管不就可以了吗？当然可以，关键是我们考虑到效率、考虑的成本，也就不划算了，电源设计其实就是优化设计。
占空比太小，单个脉冲传输的功率小，从负载反射到原边的峰值电流大，对开关管的开关损耗影响也非常大。
另外小的占空比意味着变压器更大的匝比，变压器会有更高漏感和更大的漏感尖峰电压。
对于2：1 DC-DC我通常0.3-0.6之间的占空比选择相对比较优化；。