Flyback反激設(shè)計(jì)總結(jié).ppt

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1、Flyback反激設(shè)計(jì)總結(jié)Sun2014.09.10目錄反激變換器的應(yīng)用反激變換器的工作原理反激變壓器的設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)及課后作業(yè)目錄反激變換器的應(yīng)用反激變換器的工作原理反激變壓器的設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)及課后作業(yè)反激變換器的應(yīng)用眾所周知，電子設(shè)備都需要電源，并且95%以上的電源是開關(guān)電源。而對于中小功率的開關(guān)電源使用最多的拓?fù)涫欠醇そY(jié)構(gòu)。實(shí)際應(yīng)用場合：功率一般在150W以內(nèi)的隔離電源，如筆記本電腦適配器、手機(jī)適配器、工業(yè)電源等。優(yōu)點(diǎn)：1、電路簡單，成本低，可靠性高。2、輸入電壓在很大的范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，仍能穩(wěn)定輸出，無需輸入電壓

2、切換而達(dá)到穩(wěn)定輸出的要求。3、轉(zhuǎn)換效率較高，損耗小。4、容易實(shí)現(xiàn)多路輸出缺點(diǎn)：1、輸出電壓紋波較大，負(fù)載調(diào)整精度不高，輸出功率受限制，通常應(yīng)用于150W以下。2、工作在CCM模式下，有較大的直流分量，易導(dǎo)致變壓器磁芯飽和，從而加大了變壓器的體積。3、當(dāng)變換器工作在CCM/DCM兩種不同狀態(tài)下，變壓器設(shè)計(jì)和環(huán)路補(bǔ)償設(shè)計(jì)較困難。目錄反激變換器的應(yīng)用反激變換器的工作原理反激變壓器的設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)及課后作業(yè)反激變換器的工作原理Flyback與Buck-Boost之間的關(guān)系FlybackBuck-BoostTransformer+反激變

3、換器的工作原理當(dāng)開關(guān)晶體管Trton時(shí),變壓器初級Np有電流Ip,并將能量儲(chǔ)存于其中(E=Lp*Ip*Ip/2).由于Np與Ns極性相反,此時(shí)二極管D反向偏壓而截止,無能量傳送到負(fù)載.當(dāng)開關(guān)Troff時(shí),由楞次定律:(e=-N△Φ/△T)可知,變壓器原邊繞組將產(chǎn)生一反向電勢,此時(shí)二極管D正向?qū)?負(fù)載有電流IL流通。目錄反激變換器的應(yīng)用反激變換器的工作原理反激變壓器的設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)及課后作業(yè)反激變壓器的設(shè)計(jì)步驟系統(tǒng)輸入規(guī)格：輸入電壓：Vacmin～Vacmax輸入頻率：fL輸出電壓：Vo輸出電流：Io工作頻率：fs輸出功率：P

4、o預(yù)計(jì)效率：η輸入功率：Pin=Po/η最大溫升：40℃反激變壓器的設(shè)計(jì)步驟1.1選擇開關(guān)管和輸出整流二極管1.2計(jì)算變壓器匝比1.3確定最低輸入電壓和最大占空比1.4反激變換器的工作過程分析1.5計(jì)算初級臨界電流均值與峰值1.6計(jì)算變壓器初級電感量1.7選擇變壓器磁芯1.8計(jì)算變壓器初級匝數(shù)、次級匝數(shù)和氣隙長度1.9滿載時(shí)初級峰值電流1.10最大工作磁芯密度Bmax1.11計(jì)算變壓器初級電流、副邊電流的有效值1.12計(jì)算原邊繞組、副邊繞組的線徑，估計(jì)窗口占有率1.13計(jì)算繞組的銅損與鐵損1.14變壓器繞線結(jié)構(gòu)及工藝反激變壓器的設(shè)計(jì)步驟

5、1.1選擇開關(guān)管和輸出整流二極管開關(guān)管MOSFET：耐壓值為Vds-mos輸出二極管：（1）肖特基二極管（2）最大反向電壓Vd（3）正向?qū)▔航禐閂f1.2計(jì)算變壓器匝比考慮開關(guān)器件電壓應(yīng)力余量(Typ=20%)開關(guān)ON開關(guān)OFF匝比Note：計(jì)算匝比一般有兩種方法，一種如上圖所示；另一種方法先確定工作模式和占空比，再進(jìn)行計(jì)算，可參考3KW輔助電源設(shè)計(jì)實(shí)例。1.3確定輸入濾波電容上的最低輸入電壓和最大占空比反激變壓器的設(shè)計(jì)步驟輸入濾波電容：2uF～3uF/W（經(jīng)驗(yàn)值）最低輸入電壓（假設(shè)tc=3mS）最低輸入電壓，最大功率時(shí)，占空比最大D

6、max反激變壓器的設(shè)計(jì)步驟1.4反激變換器的工作過程分析（以CCM設(shè)計(jì)為例）（1）低輸入電壓時(shí)，負(fù)載從輕載到重載，變壓器經(jīng)歷從DCM-BCM-CCM的過程；（2）高壓輸入時(shí)，負(fù)載從輕載到重載，變壓器可能一直工作在DCM；反激變壓器的設(shè)計(jì)步驟1.5計(jì)算初級臨界電流均值和峰值按照最小輸入電壓，最大輸出功率（Po_max）的條件計(jì)算：Note：臨界點(diǎn)的設(shè)計(jì)視具體情況而定，通常有兩種方式定義臨界點(diǎn)：1）設(shè)定滿載的百分之幾十達(dá)臨界點(diǎn)；2）設(shè)定滿載時(shí)的電流紋波系數(shù)Kr，當(dāng)Kr剛好上升到1時(shí)為臨界點(diǎn)。例如當(dāng)Po=1/3Po_max時(shí)，變換器工作在BC

7、M臨界模式；當(dāng)Po<1/3Po_max時(shí)，變換器工作在DCM斷續(xù)模式；當(dāng)Po>1/3Po_max時(shí)，變換器工作在CCM連續(xù)模式；BCM模式下，最小輸入電壓時(shí)的平均輸入電流：變壓器初級臨界電流峰值：反激變壓器的設(shè)計(jì)步驟1.6計(jì)算變壓器初級電感量最低輸入電壓，BCM條件下，最大導(dǎo)通時(shí)間：變壓器初級電感量：1.7選擇變壓器磁芯基于輸出功率和開關(guān)頻率計(jì)算面積乘積，根據(jù)面積乘積來選擇磁芯（近似的估算公式）：Ko是窗口的銅填充系數(shù)，取Ko=0.2Kc是磁芯填充系數(shù)，對于鐵氧體磁芯取Kc=1Bm是變壓器工作磁通密度，取Bm<=0.5*Bsat=160

8、0GJ是電流密度，取J=4.0A/mm2Note：考慮繞線空間，盡量選擇窗口面積大的磁芯，查表選擇Aw和Ae反激變壓器的設(shè)計(jì)步驟1.8計(jì)算變壓器初級、次級匝數(shù)、輔助繞組匝數(shù)和氣隙長度初級繞組的匝數(shù)：（1）增