反激設(shè)計最牛筆記

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1、【最牛筆記】大牛開關(guān)電源設(shè)計全過程筆記！反激變換器設(shè)計筆記1.概述開關(guān)電源的設(shè)計是一份非常耗時費力的苦差事，需要不斷地修正多個設(shè)計變量，直到性能達(dá)到設(shè)計目標(biāo)為止。本文step-by-step介紹反激變換器的設(shè)計步驟，并以一個6.5W隔離雙路輸出的反激變換器設(shè)計為例，主控芯片采用NCP1015。圖1基于NCP1015的反激變換器基本的反激變換器原理圖如圖1所示，在需要對輸入輸出進(jìn)行電氣隔離的低功率(1W~60W)開關(guān)電源應(yīng)用場合，反激變換器(FlybackConverter)是最常用的一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(Topol

2、ogy)o簡單、可靠、低成本、易于實現(xiàn)是反激變換器突岀的優(yōu)點。2、設(shè)計步驟圖2反激變換器設(shè)計步驟接下來，參考圖2所示的設(shè)計步驟，一步一步設(shè)計反激變換器l.Stepl:初始化系統(tǒng)參數(shù)輸入電壓范圍:Vinmin_AC及Vinmax_AC電網(wǎng)頻率：fline（國內(nèi)為50Hz）輸出功率：（等于各路輸出功率之和）(1)P。=乙門X^outl+^outlXIout2+…初步估計變換器效率：n（低壓輸出時，q0.7-0.75,高壓輸0.8~0.85）根據(jù)預(yù)估效率，估算輸入功率：對多路輸出，定義KL（n）為第n路輸出功率與

3、輸出總功率的比值:Kg=￥⑶單路輸岀時，KL(n)二：L(范例)Stepl：初始化系統(tǒng)參數(shù)——輸入電壓范圍：90?265VAC——電網(wǎng)頻率：fiine=50Hz——輸岀：(主路)Vouti=5V,louti=lA；(輔路)Vout2=15V,Iout2=0.1A則：￡=乙泊心+乙*42=6.5皿——預(yù)估變換器的效率：n=0.8則：匕=比=&2507Kli=0.769,Kl2=0.2312.Step2:確定輸入電容CbulkCbulk的取值與輸入功率有關(guān)，通常，對于寬輸入電壓(85-265VAC),取2-3p

4、F/W;對窄范圍輸入電壓(176~265VAC),取lpF/W即可，電容充電占空比Dch—般取0.2即可。VirmmDC毎個周期只仃T1時間段內(nèi)，電網(wǎng)對Cbulk電容充取圖3Cbulk電容充放電一般在整流后的最小電壓Vinmin.DC處設(shè)計反激變換器，可由Cbulk計算lVinmin.DC:V=茁7）2_恥（1-必）rmminDC小卞"加minAC上x（范例）Step2：確定輸入電容——寬壓輸入，取2?3PF/W：Q業(yè)取20pF即可，實際設(shè)計中可采用15uF+4.7pF的兩個400V高壓電解電容并聯(lián)。貝!J

5、：Cbuik=19.7nFo-?…?計算整流后最小直流電壓：打麗dc=』（皿3_家_繆=987V■CbulkxfIine3.Step3：確定最大占空比Dmax反激變換器有兩種運行模式：電感電流連續(xù)模式（CCM）和電感電流斷續(xù)模式（DCM）o兩種模式各有優(yōu)缺點，相對而言，DCM模式具有更好的開關(guān)特性，次級整流二極管零電流關(guān)斷，因此不存在CCM模式的二極管反向恢復(fù)的問題。此外，同功率等級下，由于DCM模式的變壓器比CCM模式存儲的能量少，故DCM模式的變壓器尺寸更小。但是，相比較CCM模式而言，DCM模式使得初

6、級電流的RMS增大，這將會增大MOS管的導(dǎo)通損耗，同時會增加次級輸出電容的電流應(yīng)力。因此,CCM模式常被推薦使用在低壓大電流輸出的場合,DCM模式常被推薦使用在高壓小電流輸出的場合。(a).反激變換器簡圖(b).CCM模式運行(c〉?DCM模式運行圖4反激變換器對CCM模式反激變換器而言，輸入到輸岀的電壓增益僅僅由占空比決定。而DCM模式反激變換器，輸入到輸出的電壓增益是由占空比和負(fù)載條件同時決定的，這使得DCM模式的電路設(shè)計變得更復(fù)雜。但是，如果我們在DCM模式與CCM模式的臨界處(BCM模式)、輸入電壓

7、最低(Vinmin.DC)、滿載條件下，設(shè)計DCM模式反激變換器，就可以使問題變得簡單化。于是，無論反激變換器工作于CCM模式，還是DCM模式，我們都可以按照CCM模式進(jìn)行設(shè)計。如圖4(b)所示,MOS管關(guān)斷時，輸入電壓Vin與次級反射電壓nVo共同疊加在MOS的DS兩端。最大占空比Dmax確定后，反射電壓Vor(即nVo)、次級整流二極管承受的最大電壓VD以及MOS管承受的最大電壓Vdsmax,可由下式得到：(5)(6)(7)通過公式(5)(6)(7)z可知，Dmax取值越小zVor越小，進(jìn)而MOS管的應(yīng)

8、力越小，然而，次級整流管的電壓應(yīng)力卻增大。們應(yīng)當(dāng)在保證MOS管的足夠裕量的條件下，盡可能增大Dmax,來降低次級整流管的電壓應(yīng)力。Dmax的取值，應(yīng)當(dāng)保證Vdsmax不超過MOS管耐壓等級的80%;同時，對于峰值電流模式控制的反激變換器，CCM模式條件下，當(dāng)占空比超過0.5時，會發(fā)生次諧波震蕩。綜合考慮，對于耐壓值為700V(NCP1015)的MOS管，設(shè)計中zDmax不超過0.45為宜。(范例)Step3：確定