反激式开关电源变压器的设计方法

反激式开关电源变压器的设计方法——连载一

作者：power 来源：网络 点击： 726 日期：2007-09-02

一、选择初次级圈数比

主要考虑因素：1）开关主振管耐压容量； 2）流过初级及开关管的电流；3）次级快恢复整流管的耐压容量；4）流过次级快恢复整流管的电流；5）输出纹波电流。

1、圈比n与开关管耐压的关系：

反激式电路，当开关管截止时，加在其CE极上的电压Vce为：

Vce = Vpmax+n*Vo 1.1

式中：Vpmax为输入最高直流电压；

n为初次级圈数比；

Vo为输出电压；

设计时应取开关管CE极标称耐压Uceo（此为BE极开路耐压，注意与Uces的区别）大于Vce。

一般地，若输入交流电压为100-240VAC时，一般取最高输入交流电压为275VAC，故Vpmax =275×2.214=388.85VDC，而一般开关管耐压Uceo一般小于500V，再考虑到漏感的影响，所以一般取 n*Vo≤80V 1.2

2、圈比n与次级快恢复整流管耐压的关系：

不论是开关晶体管、功率MOS管还是快恢复整流管，一般地，在相同条件下，其耐电压越低，开关速度越快，等效导通电阻就越小。但是，初级开关管和次级快恢复整流管耐压的降低却是一对矛盾，它们互为此消彼长。因此在设计中，应根据实际应用综合平衡考虑，反激电路中次级快恢复整流管反压Vd和圈数比n的关系为：Vd = Vo + Vpmax/n 1.3

3、圈比n与初、次级电流及输出纹波电流的关系：

圈数比n越小，允许最大占空比θ越小，在相同功率下，流过开关管的峰值电流大，对开关管不利，但截止时加在开关管上的反压会低一些；又截止时间长，次级电流峰值小，对输出整流管有利，且在相同电容滤波下，输出纹波电流更小。

反之，圈数比n越大，允许最大占空比θ越大，在相同功率下，流过开关管的峰值电流小，对开关管有利，但截止时加在开关管上的反压会高一些，要注意；又截止时间短，次级电流峰值大，对输出整流管不利，且在相同电容滤波下，输出纹波电流更大，高频整流噪音大。

上述互为矛盾，需综合权衡考虑，一般地，对于小功率电源，可选择较小的圈数比n；而功率较大时，应适当加大圈数比n。

二、占空比θ和导通时间Ton

根据磁通复位原则，导通时的伏秒数必须小于或等于截止的伏秒数。

若相等，则 Vp*Ton=n*Vo*Toff 2.1

而 Ton+Toff=Ts Toff=Ts-Ton 代入上式得

Vp*Ton=n*Vo*Ts - n*Vo*Ton

则 Ton = n*Vo*Ts /（Vp+n*Vo） 2.2

θ=Ton/Ts = n*Vo/（Vp+n*Vo） 2.3

注意：上式求出的θ为最大占空比，当电路工作在电流不连续状态时，θ会小于上述值。

1、如果电路采用自激式，不论负载多重，也不会出现Ipmin大于0的情况，但工作频率f会有变化。1）当负载较重时，θ符合上述计算值，Ton延长至符合其导通时储存的能量满足输出功率的要求（详见后述），因截止时间Toff= Vp*Ton/（n*Vo）也会延长，所以频率会降低；2）若负载较轻，导通时间Ton和θ都会小于上述计算值，但同时截止时间Toff也会缩短，这样，工作频率升高；3）当空载时，工作频率会升至最高，且开关管导通时工作在不饱和状态。

自激式电路的θ一般都接近或略小于2.3的计算值，因驱动电路的参数选择可能使Toff时间储能释放完