反激式开关电源介绍
反激式正激式推挽式半桥式全桥式开关电源优缺点
反激式正激式推挽式半桥式全桥式开关电源优缺点反激式开关电源是一种常见的开关电源拓扑结构，其工作原理是利用电感储能和电容滤波器来实现电压变换。
以下是反激式、正激式、推挽式、半桥式和全桥式开关电源的优缺点分析。
1.反激式开关电源：优点：-体积小，结构简单，成本较低。
-输出电流大，适用于一些高功率应用。
-效率较高，在负载率低时仍能提供稳定的输出电压。
缺点：-输出电压稳定性较差，容易受到输入电压波动的影响。
-输入电流波形不纯净，含有较高的谐波成分。
-输出电流变化较大时容易产生振荡和噪音。
2.正激式开关电源：优点：-输出电压稳定性较好，能够提供较为纯净的输出电流。
-输出电流较大，适用于一些高负载应用。
-效率较高，在大部分负载条件下都能保持较高的效率。
缺点：-体积较大，结构相对复杂。
-成本较高。
-在负载率低时效率较低。
3.推挽式开关电源：优点：-输出频率较高，适用于一些高频应用。
-输出电压稳定性较好。
-体积相对较小，结构简单。
缺点：-输出电流相对较小。
-效率较低，在大负载条件下会有较大的功率损耗。
-容易受到电容和电感等元器件的损耗影响，导致输出电压不稳定。
4.半桥式开关电源：优点：-输出电压稳定性较好。
-输出电流较大。
-效率较高。
-结构简单，成本相对较低。
缺点：-输入电流波形较复杂，含有较高的谐波成分。
-输出电流较小负载时容易出现振荡。
-适用负载范围较窄。
5.全桥式开关电源：优点：-输出电压稳定性较好。
-输出电流较大。
-效率较高。
-结构简单，成本相对较低。
缺点：-输入电流波形较复杂，含有较高的谐波成分。
-输出电流较小负载时容易出现振荡。
-适用负载范围较窄。
总结：根据以上分析，不同的开关电源拓扑在不同应用场景中具有不同的优缺点。
在选择开关电源时，应根据具体应用需求，综合考虑输出电压稳定性、输出电流、效率、结构复杂性、成本等因素，选择最适合的拓扑结构。
反激式开关电源设计详解
反激式开关电源设计详解一、工作原理1.开关管控制：反激式开关电源中，开关管起到了关键的作用。
当输入电压施加在开关管上时，开关管处于导通状态，此时电流流经变压器和输出电路，能量存储在变压器核心中。
当输入电压施加在开关管上时，开关管处于截止状态，此时能量释放，通过一对二极管和电容器形成输出脉冲电流。
2.变压器作用：反激式开关电源中的变压器主要用于将输入电压转换为所需的输出电压。
在导通状态下，输入电压施加在变压器的一侧，能量存储在变压器的磁场中。
在截止状态下，变压器的磁场崩溃，能量释放到输出电路中。
3.输出电路过滤：输出电流通过一对二极管和电容器形成脉冲电流。
为了使输出电流更加稳定，需要通过电容器对输出电流进行滤波，降低脉冲幅度，使输出电压更加平稳。
二、基本结构1.输入滤波电路：由于输入电源通常含有较多的噪声和干扰，为了保障开关电源的正常工作，需要在输入端添加一个滤波电路，通过滤波电容和电感将输入电压的尖峰和噪声滤除。
2.开关控制电路：开关控制电路用于对开关管进行控制，使其在合适的时机打开和关闭。
常见的控制方式有定时控制和反馈控制两种。
3.开关管：开关管在反激式开关电源中起到了关键的作用。
常见的开关管有MOS管、IGBT管等，其特性包括导通损耗、截止损耗和开关速度等。
4.变压器：变压器用于将输入电压变换为所需的输出电压。
同时，变压器还能起到隔离输入电源和输出负载的作用，保护负载。
5.输出整流滤波电路：输出整流滤波电路用于对输出电流进行整流和滤波，使输出电压更加稳定。
三、常见设计方法1.脉冲宽度调制（PWM）控制：PWM是一种常用的反激式开关电源控制方法，通过控制开关管的导通时间来调节输出电压和电流。
PWM控制能够实现较高的效率和较低的输出波纹，但需要一定的控制电路。
2.变压器匹配设计：在设计反激式开关电源时，需要合理选择变压器的匝数比，以实现所需的输入输出电压转换。
同时，还需要考虑变压器的大小和功耗。
反激式开关电源原理
反激式开关电源原理反激式开关电源是指使用反激高频变压器隔离输入输出回路的开关电源."反激"(FL Y BACK)的具体所指是当输入为高电平(开关管接通)时输出线路中串联的电感为放电状态,相反当输入为高电平(开关管断开)时输出线路中的串联的电感为充电状态.与之相对的是"正激"(FORWARD)式开关电源,当输入为高电平(开关管接通)时输出线路中串联的电感为充电状态,相反当输入为高电平(开关管断开)时输出线路中的串联的电感为放电状态,以此驱动负载.电机配导线（电机一个千瓦大约2A）"1.5加二，2.5加三""4后加四，6后加六""25后加五，50后递增减五""百二导线，配百数" 该口诀是按三相380V交流电动机容量直接选配导线的。
"1.5加二"表示1.5mm2的铜芯塑料线，能配3.5kW的及以下的电动机。
由于4kW 电动机接近3.5kW的选取用范围，而且该口诀又有一定的余量，所以在速查表中4kW以下的电动机所选导线皆取1.5mm2。
"2.5加三"、"4后加四"，表示2.5mm2及4mm2的铜芯塑料线分别能配5.5kW、8kW电动机。
"6后加六"，是说从6mm2的开始，能配"加大六"kW的电动机。
即6mm2的可配12kW，选相近规格即配1lkW电动机。
10mm2可配16kW，选相近规格即配15kW电动机。
16mm2可配22kW电动机。
这中间还有18.5kW电动机，亦选16mm2的铜芯塑料线。
"25后加五"，是说从25mm2开始，加数由六改为五了。
即25mm2可配30kW的电动机。
35mm2可配40kW，选相近规格即配37kW电动机。
"50后递增减五"，是说从50mm2开始，由加大变成减少了，而且是逐级递增减五的。
反激式开关电源(flyback)环路设计基础
反激式开关电源(flyback)是一种常见的电源结构，广泛应用于电子设备中。
它具有结构简单、成本低廉、效率高等优点，在消费电子、工业控制和通信设备等领域被广泛应用。
本文旨在介绍反激式开关电源环路设计的基础知识，包括工作原理、设计步骤和注意事项。
一、反激式开关电源的工作原理1.1 反激式开关电源的基本结构反激式开关电源由输入滤波器、整流桥、高频变压器、功率开关器件、输出整流滤波器、控制电路等组成。
其中，高频变压器是反激式开关电源的关键部件，通过变压器实现输入电压的隔离和变换，功率开关器件则控制变压器的工作状态，实现电源的调节和稳定输出。
1.2 反激式开关电源的工作原理反激式开关电源通过功率开关器件周期性地将输入电压斩波，将输入电能存储在变压器的磁场中，然后再将其转换为输出电压。
在工作周期的后半段，存储的能量释放到输出负载上，从而实现对输出电压的调节。
通过控制功率开关器件的导通时间和断态时间，可以实现对输出电压的调节和稳定。
二、反激式开关电源环路设计的基础知识2.1 反激式开关电源的设计步骤（1）确定电源的输入输出参数：包括输入电压范围、输出电压、输出电流、负载调整范围等；（2）选择功率开关器件和高频变压器：根据电源的输入输出参数和工作频率选择合适的功率开关器件和高频变压器；（3）设计反激式开关电源的控制电路：根据所选的功率开关器件和高频变压器设计相应的控制电路，包括PWM控制电路、电源启动电路等；（4）设计输入输出滤波器和保护电路：设计输入输出滤波器，保证电源的输入输出稳定和干净，设计过压、过流、过温等保护电路，保证电源的安全稳定工作。
2.2 反激式开关电源环路设计的注意事项（1）磁性元件的设计：高频变压器和输出感应元件的设计是整个反激式开关电源设计的关键，应合理设计磁芯、线圈匝数等参数，保证磁性元件承载功率、效率和体积的平衡；（2）功率开关器件的选择和驱动：应选择合适的功率开关器件，并设计合理的驱动电路，保证功率开关器件的可靠工作和转换效率；（3）控制电路的设计：应根据功率开关器件的工作特性和工作频率设计合适的PWM控制电路和反馈控制电路，保证电源的稳定可调；（4）输入输出滤波器和保护电路的设计：应合理设计输入输出滤波器和保护电路，保证电源的输入输出稳定和安全可靠。
详解反激式开关电源的工作原理,通俗易懂一看就会
详解反激式开关电源的工作原理，通俗易懂一看就会反激式开关电源是一种高效能、高频率的变换器，可以将输入直流电压转换为符合要求的输出电压，这一特性使其被广泛应用于电子设备、通讯设备等领域中。
其工作原理可以简单地概括为：利用脉冲反转的方式将输入电压变成貌似交流的信号，再利用变压器调节电压和电流，得到输出电压。
1. 输入脉冲变换反激式开关电源的输入电压通常是一个直流电源，输入电压首先通过全桥整流电路将输入的交流电流变为直流电流，也就是通过一个矩形波将输入电压转换为反向的脉冲信号，并抵消了电源电阻，使电源的输出电压更为稳定。
2. 电源管理器接下来，脉冲信号被送入电源管理器。
电源管理器可以分别实现过压、过流、过电压等保护，并且可以调整输出电压。
对于负载变化或输入电压波动引起的输出电压变化，反激式开关电源可以通过均衡控制电路，降低输出电压的乱跳程度，保持它的稳定性。
3. MOSFET开关接下来，反激式开关电源的信号被送入MOSFET开关，通过开关管的控制电压，使MOSFET管的开关状态取反，从而产生带有相反极性的脉冲信号。
开关管的控制信号交调宽度调制，通过控制开关管的开关时间比，使得输出电压得以调节。
4. 变压器脉冲信号至此已经变成了一定的频率和脉宽的交变电压，接下来需要利用变压器进一步转换电压和电流。
变压器是反激式开关电源的关键组成部分，主要由绕组、铁芯和绝缘材料构成。
绕组和铁芯的性质决定了变压器的工作原理：通过磁场的感应作用，在输出端产生一个转换后的电压。
5. 输出电路最后，输出电路使用整流电路，将由变压器产生的交流电压转换为直流电压。
整流电路可以采用单相整流电路或三相整流电路，通过各种电子元件将交流电转换为直流电，以供电子设备使用。
以上就是反激式开关电源的工作原理的介绍。
总的来说，反激式开关电源的优点在于其高效能、可靠性和稳定性，可以为电子设备提供高质量的能源。
反激式变压器开关电源课件
• 反激式变压器开关电源概述 • 反激式变压器开关电源的设计与
优化 • 反激式变压器开关电源的特性与
性能指标
• 反激式变压器开关电源的调试与 测试
• 反激式变压器开关电源的常见问 题与解决方案
01 反激式变压器开关电源概述
定义与工作原理
定义
反激式变压器开关电源是一种通过控制开关管通断来调节输出电压的电源供应 器。
选择低损耗的开关管 和二极管，降低能量 损耗。
根据实际需求，选择 适当的保护电路和辅 助电路元器件。
选择合适的电容和电 感，以满足电源的稳 定性和效率要求。
变压器设计
确定变压器的匝数比和磁芯材料 ，以实现所需的电压和电流转换
。
考虑变压器的绝缘材料和结构， 确保安全可靠。
根据实际需求，优化变压器的体 积和重量。
1. 磁芯损耗过大
反激式变压器开关电源中的磁芯在工作过程中会产生损耗 ，若损耗过大，会导致效率降低。需要优化磁芯材料和结 构，降低损耗。
3. 散热不良
电源在工作过程中会产生热量，若散热不良，会导致效率 降低。需要加强散热设计，如增大散热面积、优化散热风 道等。
保护功能问题
总结词
保护功能问题表现为电源的保护功能 失效或误动作。
THANKS 感谢观看
可靠性分析
平均无率
失效率越低，电源的可靠性越高。
04 反激式变压器开关电源的调试与测试
调试步骤与注意事项
调试步骤 检查电路连接是否正确，确保所有元件都已正确安装。
接通电源，观察电源是否正常启动。
调试步骤与注意事项
01
调整变压器和开关管的工作参数 ，确保其在正常范围内。
当输入电压低于正常值时，电源可能无法 启动。解决方案是确保输入电压在正常范 围内。
超详细的反激式开关电源电路图讲解
反激式开关电源电路图讲解一，先分类开关电源的拓扑结构按照功率大小的分类如下：10W以内常用RCC(自激振荡)拓扑方式10W-100W以内常用反激式拓扑(75W以上电源有PF值要求)100W-300W 正激、双管反激、准谐振300W-500W 准谐振、双管正激、半桥等500W-2000W 双管正激、半桥、全桥2000W以上全桥二，重点在开关电源市场中,400W以下的电源大约占了市场的70-80%,而其中反激式电源又占大部分,几乎常见的消费类产品全是反激式电源。
优点：成本低,外围元件少，低耗能，适用于宽电压范围输入,可多组输出.缺点：输出纹波比较大。
(输出加低内阻滤波电容或加LC噪声滤波器可以改善)今天以最常用的反激开关电源的设计流程及元器件的选择方法为例。
给大家讲解如何读懂反激开关电源电路图!三，画框图一般来说，总的来分按变压器初测部分和次侧部分来说明。
开关电源的电路包括以下几个主要组成部分，如图1图1，反激开关电源框图四，原理图图2是反激式开关电源的原理图，就是在图1框图的基础上，对各个部分进行详细的设计，当然，这些设计都是按照一定步骤进行的。
下面会根据这个原理图进行各个部分的设计说明。
图2 典型反激开关电源原理图五，保险管图3 保险管先认识一下电源的安规元件—保险管如图3。
作用：安全防护。
在电源出现异常时，为了保护核心器件不受到损坏。
技术参数：额定电压 ,额定电流 ,熔断时间。
分类：快断、慢断、常规计算公式：其中：Po：输出功率η效率：(设计的评估值)Vinmin ：最小的输入电压2：为经验值，在实际应用中，保险管的取值范围是理论值的1.5~3倍。
0.98： PF值六，NTC和MOVNTC 热敏电阻的位置如图4。
图4 NTC热敏电阻图4中的RT为NTC，电阻值随温度升高而降低,抑制开机时产生的浪涌电压形成的浪涌电流。
图4中RV为MOV压敏电阻，压敏电阻是一种限压型保护器件,过电压保护、防雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪、保护半导体元器件等七，XY电容图5 X和Y电容如图X电容，Y电容。
反激开关电源的工作原理
反激开关电源的工作原理
反激开关电源是一种常见的电源转换器，用于将直流电转换为高频交流电，并经过变压器变换输出所需要的电压。
该电源的工作原理如下：
1. 输入电压通过整流电路转换为直流电压，供给电容器充电。
2. 当电容器充满电后，触发器工作，通过控制开关管切换开关管的导通方式，使得输出变为高频交流电。
3. 高频交流电通过变压器进行变压处理。
变压器的一侧连接输出负载，另一侧与开关管相连。
4. 在开关管导通的一段时间内，变压器储存一部分能量，并将其传递到输出负载，从而实现电压变换。
5. 在开关管截止的另一段时间内，变压器中的储能被释放到输出负载，输出电压维持稳定。
6. 通过控制开关管的导通时间与截止时间的比例，可以调整输出电压的大小。
7. 反激开关电源中还设置有保护电路，当输入电压发生异常或者输出负载出现问题时，可以及时切断电源，防止损坏电子元件。
总的来说，反激开关电源通过控制开关管的导通和截止来实现直流电压到高频交流电的转换，再经过变压器变换输出所需电压。
其工作原理主要依赖于开关管和变压器的协同工作，通过周期性切换开关管状态来实现能量的转换和传递。
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(Cp0 3
)V p 2
Cp
=
Cp0 3
C(Cp0/3)=Cp0/6
原、副边绕组间等效共模噪音电流
LISN
x
V(x)
Cps ips
Vp
∫ Qps =
A
0 dq ps
=
Cp0 2⋅ A
V
p
C ps
=
C ps0 2
Cps0: 原副边绕组间的结构电容
9
有屏蔽变压器原、副边绕组电场分布
LISN
x
V(x)
Vp Qps
Cps
w. shielding
变压器的电磁场近场辐射
A-A’
50 100
150
A-A’
EE磁粉芯
10
Magnetics and Power Conversion Lab
Thanks !
11
对CM-EMI的效应 Æ 共模噪音
对损耗的效应 Æ
PCp
=
(1 2
⋅Cp
⋅U
p2)⋅
f
8
x ΔV(x)
绕组并联等效电容Cp
V(x)
x
0
ΔV (x)
= Vp
x A
Cp0: 绕组层间的结构电容
∫ ∫ A
E=
A
dE
=
1
Cp0
⋅
0
2A
A 0
ΔV
(x)2
dx
=
1 2
Cp0 A
(VAp22
⋅
A3 3
)
=
1 2
负载效率要求
效率 80%
25 50 75 100
负载（%）
自然环境 空载损耗要求
Rated Power 0 to <10W >10W to <250W
No-Load Power consumption
Tier 1 Tier 2 Jan. 05 Jul 06
0.5W 0.3W
0.75W 0.5W
影响全负载范围效率的因素
反激变换器实际工作波形
CCM
ON OFF
DCM
电压
Vi+Vo*n Vi
ON OFF DCM
电流
实际波形 理想波形
5
Vi+Vo*n Vi
DCM工作下波形与变压器参数
Lk Cp Lm
Vds Cds
Lk Cp Lm
ip
Lk
Cp Lm
Vds Cds
ip
Lk
n:1
Cp Lm
Cds
Cds
Vi+Vo*n
CCM工作下波形与变压器参数
Effi.
Load 磁性元件的损耗和设计对全负载范围效率有重要影响
2
磁性元件的设计考虑
结构设计 电气设计 杂散参数 损耗设计 热设计 EMI设计
L = μ ⋅ N 2 Ae le
ΔT = ( P )0.833 S
1 8 6 4 2 0
2 .10 4 4 .10 4 6 .10 4 8 .10 4
反激变换器理想工作波形
磁性元件对功率变换器发展的重要性 反激式变压器的设计考虑 反激式变压器杂散参数的效应 反激式变压器的磁(场)特性-感性效应 反激式变压器的电(场)特性-容性效应
1
绿色电源要求
环境保护要求
(IEEE519－1992) i(t)
谐波电流要求
电网环境
电磁兼容要求
生态环境
环境友好
电磁环境
CCM
ON OFF
Vds
DCM
ON OFF
Vi+Vo*n
Vi
Vds
ip
is
ip Vi
is n:1
Vo
Vds
3
反激变压器基本电气设计-- 匝比
Vi Vi_min
ip Vds
is n:1
最大占空比限制 Dmax=0.45
Vo
二极管反向耐压限制 开关管承受电压限制
VDS = n ⋅Vo + Vi
Magnetics and Power Conversion Lab
反激变换器的变压器
陈 为 博士 chw@
福州大学电气工程与自动化学院 教授, 博士生导师 中国电源学会理事, 变压器与电感器专委会 主任委员
Magnetics and Power Conversion Lab
主要内容
对损耗的效应 Æ
PLk
=
(
1 2
⋅
Lkp
'
⋅
I
pk
2
)
⋅
f
对反激变压器漏感的一些认识
漏感与气隙的大小关系不大。 耦合系数随着气隙的增大而下降。 k = Lm
Lm + Lk 气隙增大会引起效率降低是因为Ipk的增大，漏感能量增大。
气隙增大会引起绕组损耗增大是因为气隙扩散损耗的增大。
漏感能量分布 漏感磁场分布
7
变压器绕组的磁场分布分析
负载电流激励
激磁电流激励
总电流激励
Lkp’ Lm’
变压器漏感
激磁电感
变压器+电感
变压器绕组的电场分布分析
0
原
副
边
边
Cp Cps ips
Vp
Qps Æ 原、副边绕组间的感应电荷 Æ ips Qp Æ 原边绕组储存的电场能量 Æ Cp
对DM-EMI的效应 Æ 振荡频率和宽频范围的差模噪音
Lk Cp Lm
Vds Cds
ip
Lk
Cp Lm
Cds
ip
Lk
n:1
Cp Lm
Cds
6
反激变压器的漏感参数及其效应
Lkp’ n’:1 Lm’
Lpo = Lkp' + Lm'
Lso =Lm' / n'2 Lps = Lkp'
对EMI的效应 Æ 振荡频率
fr = 2π ⋅
1 Lkp' ⋅ (C p // Cds )
⋅
f
Lp
=
(Vi _ min ⋅ Dmax 2 ⋅ Ptotal ⋅ f
)2
4
反激变压器优化设计– 铁芯面积/匝数
绕组损耗模型 Æ 匝数，匝长(磁芯面积)，绕组结构，线规(线径/股数)，频率 磁芯损耗模型 Æ 匝数，磁芯面积，材质，体积，频率
损耗
Pt
Pw Pe
匝数 or 磁芯面积
损耗
匝数
铁芯面积 Ae 损耗 vs. 匝数、铁芯面积
VD
= Vo
+ Vi n
n=6
Vi
=
n ⋅Vo
1− D D
n
Vo=12V, Vimax=265, Vi_min=90, P, fs
反激变压器基本电气设计– 电感量
ip Vi
is n:1
Vo
Vds
CCM DCMB DCM
Ipk
=
Vi _ min Lp
⋅ Dmax ⋅f
Ptotal
=
1 2
⋅ Lp
⋅
I pk 2