反激變壓器設計思路與分析

　　反激電源由于體積小、成本低、電路簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，受到設計者的追捧。很多初學(xué)者也選擇了反激變壓器進(jìn)行設計方面的學(xué)習起點(diǎn)和研究對象，但是網(wǎng)絡(luò )上關(guān)于反激變壓器的學(xué)習資料五花八門(mén)且比較零散，本文就將對反激變壓器的設計進(jìn)行從頭到尾的梳理，將零散的知識進(jìn)行整合，并配上相應的分析，幫助大家盡快掌握。

　　設計流程

　　確認基本技術(shù)參數

　　溫馨提示：應該養成良好的工作習慣，不管產(chǎn)品的功率有多么小，技術(shù)多么簡(jiǎn)單，堅持為每一個(gè)產(chǎn)品制作出一份詳細的技術(shù)規格書(shū)。首先要弄清楚自己是要做一個(gè)什么樣子的產(chǎn)品，這會(huì )讓設計思路更加明確，以及如何展開(kāi)下一步的工作。

　　技術(shù)參數分兩種：基本的與詳細的。

　　基本技術(shù)參數一般需要列舉的如下(以60W產(chǎn)品為例)：

　　最小輸入電壓：85VAC;

　　最大輸入電壓：265VAC;

　　輸出電壓電流：12V5A(精度1%);

　　最低效率：85%;

　　工作溫度：-25～+60℃;

　　詳細的技術(shù)參數比較麻煩，根據不同的情況不同，需要列舉的參數有多又少。一般包括：輸入輸出特性、保護特性、安規、EMC、可靠性、應用環(huán)境、產(chǎn)品尺寸、輸入輸出端口定義、產(chǎn)品標簽、外殼標簽、產(chǎn)品包裝等等。

　　輸入輸出特性

　　輸入電壓范圍、輸入頻率、功率因素、最大輸入電流、沖擊電流、輸出電壓范圍、輸出電流范圍、電壓調整率、負載調整率、穩壓精度、紋波峰峰值、整機效率、待機功耗、開(kāi)機延遲時(shí)間、輸出電壓上升時(shí)間、容性負載、開(kāi)關(guān)機過(guò)沖幅度、動(dòng)態(tài)響應時(shí)間、動(dòng)態(tài)響應幅度、以及最小啟動(dòng)電壓。

　　保護特性

　　輸入欠壓保護點(diǎn)、輸入欠壓恢復點(diǎn)、輸入過(guò)壓保護點(diǎn)、輸入過(guò)壓恢復點(diǎn)、輸出過(guò)壓保護點(diǎn)、輸出短路保護方式、過(guò)溫保護點(diǎn)、過(guò)溫恢復點(diǎn)。

　　溫馨提示：對于一些非標準產(chǎn)品，如果不清楚該列舉那些參數，建議參考競爭對手的產(chǎn)品資料或者行業(yè)內最有影響力的供應商。如果這些資料都沒(méi)有，就盡量向標準產(chǎn)品的技術(shù)指標靠近。

　　設計思路(制定設計方案與參考計算)

　　根據產(chǎn)品的技術(shù)規格找出設計難點(diǎn)及解決措施

　　溫馨提示：如果你想最大程度的避免失敗。設計方案應該在立項初期就經(jīng)過(guò)廣泛的內部討論，到底選用什么方案(如特別功率器件、電容、芯片)，多聽(tīng)取周?chē)说囊庖?jiàn)，久而久之一定受益匪淺。因為立項前期一般是非正式討論，如果是新手，一定要避免占用別人過(guò)多的時(shí)間。

　　開(kāi)關(guān)芯片選哪家的?EMI電路如何配置?輸入電容取多少?開(kāi)關(guān)頻率?MOS如何選?二極管?磁芯?輸出電容?好多人在這一步不知如何往下走，下一步將重點(diǎn)分析。

　　12V5A，通用輸入，標準的配置就是8N60+MBR20100。

　　需要注意的是，這個(gè)參數不是“算”出來(lái)的，因為計算值跟實(shí)際情況往往差別非常大，有很大的“彈性”。針對如何選型，首先要考慮的是公司倉庫里有什么，能不能用到。設計產(chǎn)品時(shí)，應該是設計的變壓器參數(電壓電流應力等)來(lái)滿(mǎn)足這些元器件的參數。而不是先設計好變壓器，再去尋找半導體元器件，實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程和教材上說(shuō)的是不一樣的。所以，首先要考慮到的是公司目前有沒(méi)有合適的物料。不管是工模電感、半導體，還是電解電容，優(yōu)先采用庫存物料會(huì )大大縮短開(kāi)發(fā)周期和減少各種不確定的因素。

　　因為開(kāi)關(guān)電源行業(yè)競爭非常激烈，物料選型的第二個(gè)原則是：競爭對手選什么?；蛘呤钦麄€(gè)行業(yè)目前的“流行趨勢”，也可以理解為大家都這么干。有時(shí)候行業(yè)“默認”的做法比第一條原則還要重要。舉個(gè)例子，相當一部分工業(yè)產(chǎn)品“不認可”400V的電解電容，都是450V的，也有部分廠(chǎng)家不認可國產(chǎn)的。再例如，PC電源里面的輸入輸出電容、磁芯等永遠都是那么小!但是這不意味著(zhù)人家是偷工減料，那個(gè)行業(yè)都是那樣，不然電腦怎么會(huì )那么便宜。中小功率產(chǎn)品絕大部分都是600V的MOS，12V輸出大部分都是100V的二極管等等……

　　物料(參數)選型的第三個(gè)原則，就是查閱半導體公司提供的各種應用文檔、評估板、設計手冊等等。TI、ON、Fairchild、PI、ST、Infineon都有大把技術(shù)文章，而且現在比起前幾年要“友好”很多，都還是中文的，不看可惜了。物料選型時(shí)求助于網(wǎng)路，效率應該是最低的。

　　對于60W這個(gè)級別的開(kāi)關(guān)電源，我們可以采用下面三種輸入電路，修改若干參數后，前面兩種結構應用在300W以下應該沒(méi)有什么問(wèn)題(需要考慮防雷的場(chǎng)合，輸入端還要加強)。仔細察看這三種結構，會(huì )發(fā)現他們有所相同也有所不同，最大的區別在共模電感配置這一塊。

　　圖1

　　注：不管有沒(méi)有強制要求，不管PCB板進(jìn)出線(xiàn)是端子連接還是導線(xiàn)連接，請給L、N、PE等端口做好清晰、正確的絲印。

　　先從輸入電路①開(kāi)始，從頭至尾來(lái)講一下。

　　輸入濾波電路也很難進(jìn)行精確計算。某些看起來(lái)并不太科學(xué)(或者并不流行)的設計思路，很多時(shí)候往往會(huì )非常有用。

　　圖2