反激式開關(guān)電源設(shè)計(jì)流程

開關(guān)電源分析

最近在忙軟件問題，比較少關(guān)注賬號(hào)，但是也發(fā)現(xiàn)好多小伙伴后臺(tái)留言說有沒有軟件的計(jì)算表格，這里說一下，文章里應(yīng)用的是設(shè)計(jì)軟件，后期如果有需要，到時(shí)可以做成表格類型；這里就不多說了，等軟件開發(fā)完成會(huì)第一時(shí)間上線，還有留言說有沒有電源設(shè)計(jì)的具體流程步驟，可以進(jìn)行模仿，那這里就梳理一下反激式開關(guān)電源設(shè)計(jì)的流程，如果有遺漏，還望留言完善，感恩！
      首先第一步確定我們電源設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù)，這個(gè)不管是反激式、正激式還是其他類型的開關(guān)電源都是一樣的，有了設(shè)計(jì)目標(biāo)參數(shù)才能有目的性的進(jìn)行選擇設(shè)計(jì)，技術(shù)參數(shù)主要包括：輸入電壓范圍（輸入電壓的最小值和最大值）；輸入電網(wǎng)頻率（這個(gè)一般采用的策略是輸入高壓就低頻，輸入低壓就高頻）；電源輸出電壓、電流、輸出功率（反激式開關(guān)電源一般運(yùn)用于200W以下功率的場(chǎng)合）；初步估算變壓器的效率。
      第二步確定輸出電容Cbulk；這個(gè)取值一般和輸入功率進(jìn)行掛鉤，按照經(jīng)驗(yàn)，通常對(duì)于寬輸入電壓（85~264V），我們?nèi)?~3uF/W；對(duì)于窄輸入電壓（189~264V）情況下，我們?nèi)?uF/W就可以了。
      第三步確定工作模式及最大占空比，我們知道反激式有電感電流連續(xù)模式和電感電流斷續(xù)模式兩種工作模式，在相同功率下，斷續(xù)模式比連續(xù)模式儲(chǔ)存的能量少，所以斷續(xù)模式所需的變壓器尺寸相對(duì)小，但是相對(duì)于連續(xù)模式，斷續(xù)模式初級(jí)電流溫升比較大，所以MOS導(dǎo)通損耗會(huì)比較大，因此連續(xù)模式一般被采用于輸出低電壓大電流的場(chǎng)合，斷續(xù)模式一般被采用于輸出高電壓小電流的場(chǎng)合；對(duì)于占空比，我們應(yīng)當(dāng)在保證開關(guān)管有足夠裕量的條件下，盡可能增大占空比，這樣可以降低次級(jí)整流管的電壓應(yīng)力，同時(shí)要保證開關(guān)管的Vds最大值不超過開關(guān)管耐壓的80%，依照以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，我們的最大占空比不超過45%。
      第四步確定變壓器初級(jí)勵(lì)磁電感，根據(jù)公式勵(lì)磁電感Lm=(Vin（min)*Dmax)^2/(2*Pin*fsw*Krf)；公式中Vin我們一般采用最惡劣（輸入最低電壓，滿載）條件下電壓，fsw是變壓器的工作頻率，Krf是電流紋波系數(shù)；如果在斷續(xù)模式下，我們?nèi)�Krf=1，如果在連續(xù)模式下，我們Krf
      第五步選擇磁芯和初級(jí)匝數(shù)，對(duì)于反激式開關(guān)電源，磁芯運(yùn)用比較廣泛是鐵氧磁芯，當(dāng)然這個(gè)沒有嚴(yán)格限制，也可以選擇其他材料，選定磁芯后，我們可以根據(jù)數(shù)據(jù)表查找對(duì)應(yīng)的Ae值，確定△B，然后可以根據(jù)公式：Np=Lm*Ipp/（△B*Ae）
      第六步確定各路輸出匝數(shù)，根據(jù)公式Ns=（Vo+Vf）*Np/Vor；我們可以計(jì)算出次級(jí)主輸出繞組，計(jì)算出繞組后，再根據(jù)公式Ns2=（Vs2+Vs2f）*Ns/（Vo+Vf）；Nss=（Vss+Vssf）*Ns/（Vo+Vf）計(jì)算出次級(jí)其余輸出匝數(shù)及變壓器輔助繞組匝數(shù)。
      第七步確定繞組線徑，根據(jù)公式D=2*根號(hào)（I/ρ*π）來確定繞組線徑，公式中ρ是電流密度。
      第八步選擇整流管，整流管要根據(jù)承受的最大反向電壓值和電流值來確定參數(shù)，我們可以根據(jù)公式：Vd=V0+[Vin(max)*(Vo+Vf)]/V計(jì)算出最大反向電壓值；根據(jù)IDrms=Idrms*根號(hào)[（1-Dmax）/Dmax]*（Vor*KL）/（Vo+Vf）計(jì)算出電流，然后根據(jù)二極管選用公式：最大耐壓值VRRM>=1.3*Vd和If>=1.5*IDrms參數(shù)確定二極管。
      第九步選擇輸出濾波器，一般在反激式開關(guān)電源中，由于單個(gè)電容的內(nèi)阻比較高，我們可以采用多個(gè)電容并聯(lián)的方式進(jìn)行連接，如果采用LC濾波器的方式進(jìn)行濾波，那么依照之前的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，我們的濾波電感最好不要超過4.7uH。
      第十步設(shè)計(jì)吸收電路，因?yàn)榉醇な介_關(guān)電源在開關(guān)管關(guān)斷的瞬間，變壓器的漏感和開關(guān)管輸出電壓會(huì)進(jìn)行疊加在開關(guān)管的漏極上，如果我們沒有設(shè)計(jì)尖峰吸收電路，那么開關(guān)管在每次關(guān)斷后都會(huì)有所損傷，會(huì)大大降低使用壽命，我們通常設(shè)計(jì)RCD尖峰吸收電路，如果輸出功率比較低一般在30W以下的，我們可以采用慢恢復(fù)二極管，如果功率比較大，那么我們必須使用快恢復(fù)二極管。
      第十一步設(shè)計(jì)補(bǔ)償電路，因?yàn)樵陔娫粗校�由于電感的感�?yīng)性和電容的容性會(huì)導(dǎo)致電流和電壓會(huì)出現(xiàn)相位差，從而引起額外功率損耗，甚至?xí)�影響電源的正常工作，補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)就是為了解決這些問題，補(bǔ)償電路工作原理就是利用控制電路來調(diào)整電流電壓之間的相位差，通過補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)，可以降低電源的損耗，從而提高電源系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定。