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1、反激電源設(shè)計(jì)作者：鄒超洋第一部分變壓器工作模式的分析內(nèi)容簡(jiǎn)介￠反激電源拓?fù)浜?jiǎn)圖￠反激變壓器DCM的簡(jiǎn)要分析￠反激變壓器CCM的簡(jiǎn)要分析￠DCM與CCM的特性比較￠反激電源變壓器工作模式選擇反激電路簡(jiǎn)圖￠特點(diǎn)：?Flyback是由Buck-boost演化而來(lái)的隔離版本?初級(jí)開關(guān)管關(guān)閉的時(shí)候向負(fù)載傳遞能量?由于次級(jí)無(wú)輸出電感，可以降低成本DCM波形圖￠DCM模式DCM數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)?DCM模式在開關(guān)管ON時(shí)傳遞的能量：E=(L*I2)/2pp而I=V*t/L=V*DT/L=V*D/(fL)pinonpinpinsp開關(guān)管ON時(shí)傳遞的功率為P=E/T=E*f=[L*(V*D/(f
2、L))2]*f/2onspinsps化簡(jiǎn)后P=V2*D2/(2Lf)oninpsOFF時(shí)傳遞的功率為P=UIoffoo根據(jù)能量守恒的原則，P=Ponoff即V2*D2/(2Lf)=UIinpsoo化簡(jiǎn)后U=V2*D2/(2LfI)oinpsoCCM波形圖￠CCM模式CCM數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)?CCM模式可以用法拉第電磁感應(yīng)定理推導(dǎo)：MOSFETON時(shí)U=N*d?/dt=N*△?/tinponon即△?=U*t/NoninonpMOSFETOff時(shí)U=N*d?/dt=N*△?/tosoffoff即△?=U*t/Noffooffs而穩(wěn)態(tài)時(shí)，磁化磁通變化量應(yīng)等于復(fù)位磁通變化量即△?=△
3、?=△?onoff且t=DT=D/fonst=(1-D)T==(1-D)/foffsn=N/Nps化簡(jiǎn)后U=V*D/[(1-D)n]oin工作特性比較￠MOSFET電壓與電流應(yīng)力比較ParametersCCMDCM(BCM)Vds_maxVin_max+nUo+Vsnubber+VmarginVin_max+nUo+Vsnubber+VmarginIds_peakIomax/[n*(1-Dmax)]2Iomax/[n*(1-Dmax)]Ids_avgDmax*Iomax/[n*(1-Dmax)]Dmax*Iomax/[n*(1-Dmax)]Ids_rms工作特性比較￠次級(jí)D
4、iode電壓與電流應(yīng)力比較ParametersCCMDCM(BCM)VKA_max(Vin_max/n)+Uo+Vmargin(Vin_max/n)+Uo+VmarginId_peakIomax/(1-Dmax)2Iomax/(1-Dmax)Id_avgIomaxIomaxId_rms工作模式選擇￠關(guān)于CCM與DCM的選擇?小功率（小于40W）推薦DCM◆可以用更小的變壓器◆次級(jí)整流二極管沒有反向恢復(fù)損耗◆相對(duì)較大的di/dt會(huì)帶來(lái)一定的EMI問(wèn)題◆反饋環(huán)路為無(wú)零點(diǎn)的一階系統(tǒng)，容易補(bǔ)償?中等功率（40-150W）推薦CCM◆相同輸出功率，電流的峰值與有效值較DCM要小◆MO
5、SFET與變壓器的損耗小于DCM◆次級(jí)整流二極管存在反向恢復(fù)損耗◆反饋存在右半面零點(diǎn)，無(wú)法補(bǔ)償只能減少帶寬避開工作模式選擇￠關(guān)于CCM與DCM的選擇?對(duì)于同一個(gè)電源的工作模式，與輸入直流電壓以及輸出電流密切相關(guān)◆輸入電壓升高，電源往DCM模式過(guò)渡◆輸出功率減少，電源往DCM模式過(guò)渡?較理想的方法◆低壓輸入，大功率輸出時(shí)為CCM◆高壓輸入，小功率輸出時(shí)為DCM?電感電流臨界的條件第二部分變壓器設(shè)計(jì)的技巧與問(wèn)題分析內(nèi)容簡(jiǎn)介￠反激變壓器匝比的選取￠反激變壓器的漏感與分布電容￠氣隙的作用與選取￠變壓器的繞制技術(shù)匝比的選取?匝比的選取跟電源的占空比息息相關(guān)n=[Vin(min)/(V
6、o+Vf)]*[Dmax/(1-Dmax)]或Dmax=n*(Vo+Vf)/Dmax=n*(Vo+Vf)/[Vin(min)+n*(Vo+Vf)][Vin(min)+n*(Vo+Vf)]由上式可以看出，Dmax∝n￠反激電源中，如果采用電流控制模式，為了避免出現(xiàn)次諧波振蕩，建議最大占空比不要超過(guò)050.5，否則需要采用斜坡補(bǔ)償￠匝比還決定這次級(jí)整流二極管的反向耐壓值Vd=Vo+Vin(max)/n匝比的選取?匝比決定著初級(jí)的MOSFET的電壓應(yīng)力Vmos=Vin(max)+n*(Vo+Vf)由左圖可知，增大匝比會(huì)使開關(guān)MOSFET的Vds電壓應(yīng)力增大，Snubber電路的損
7、耗也加大，從而影響電源的整體效率。漏感與分布電容?漏磁通：耦合電感或變壓器中，由一次繞組產(chǎn)生，且不能匝鏈到二次繞組的部分磁通。（如右圖）￠漏感：不能耦合到二次側(cè)的電感，分布在變壓器的整個(gè)線圈中，跟繞組是串聯(lián)關(guān)系，因能量不能向二次側(cè)釋放，所以在開關(guān)管關(guān)斷時(shí)刻會(huì)產(chǎn)生較大電壓尖峰。漏感與分布電容?漏感的真實(shí)值：對(duì)反激變壓器工作過(guò)程有影響的漏感，不僅僅包含初級(jí)不能耦合到次級(jí)的電感，還包含變壓器二次繞組的漏感通過(guò)匝比折算到初級(jí)的漏感，以及布線所產(chǎn)生的電感，通過(guò)匝比折算到初級(jí)的電感即L=L+n2*L+n2*Llklkplksl
