深入分析flyback变换器的高频回路

《深入分析flyback变换器的高频回路》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、深入分析反激式变换器的高频回路黄黄敏敏超超博士Email:mickeyhelp@hotmail.com1头疼的噪声•电路不能工作？头疼的•音频噪声？高频噪声•输出不稳？•电路保护总是误动作？•输出纹波不正常？•高频噪声从哪里来的？•效率低？•开关波形尖峰大？•EMI性能超出ClassB的限值？•……2深入分析反激式变换器的高频回路•深入分析高频回路•采取措施抑制噪声•均衡面对设计冲突•总结3反激式变换器的特点•元器件最少、结构最简单；•方便地实现电气隔离，而且仅需一级功率变换实现隔离的AC/DC、DC/DC、DC/AC和AC/AC；•双向功率流，功率可以从几瓦到10

2、0多瓦；•适配器、充电器、dc/dc模块电源、高压电源和LED电源等。ACDCDCAC4深入分析高频回路�常见的反激式(Flyback)变换器拓扑；1.原边功率回路2.副边功率回路3.钳位吸收回路4.驱动回路5.辅助绕组回路6.原边控制回路7.副边控制回路5深入分析高频回路①原边功率回路�原边晶体管开通和关断时，产生高频的di/dt和dv/dt回路1。�回路1中Ids_Q1的电流主要成份是变压器原边电流IL，高频电流经电容C2、变压器原边、晶体管Q1、和采样电阻RS。�Ids_Q1=IL+???，还有哪些回路的电流耦合到回路1中？ILIds_Q1Ids_Q16深入分

3、析高频回路①原边功率回路�Ids_Q1=IL+???，还有哪些回路的电流耦合到回路1中？�变压器寄生电容的电流EMI性能好�不同的三明治变压器结构会对EMI产生影响；两个原边绕组并联原边绕组分半串联7深入分析高频回路②副边功率回路�原边晶体管开通时，产生高频的di/dt和dv/dt回路2。�回路2的副边整流二极管D2的反向恢复电流Irr_D2/n会耦合到回路1中。�Ids_Q1=IL+Irr_D2/n+？？？，（“n”为变压器匝比)ILIrr_D2Ids_Q1Irr_D2/n8深入分析高频回路②副边功率回路�MBR10200在常温和高温反向阻断特性�Prr=0.05

4、mA*100V=0.005W@25CTj�Prr=20mA*100V=2W@100CTj9深入分析高频回路②副边功率回路�输出端的差模滤波电感和共模滤波电感�差模电感Ld：只能起到差模滤波作用，后续的C7不能分担C6的纹波电流；�共模电感Lc：由于漏感的存在，共模电感Lc可以同时起到共模和差模滤波的效果，而且C7能分担C6Ld的纹波电流；D2*C5C6C7.D2*LcC6*C5C7*.10深入分析高频回路③钳位吸收回路�原边晶体管开通时，产生高频的di/dt和dv/dt回路3。�回路3中的钳位二极管D1的反向恢复电流Irr_D1会加入到回路1中。�Ids_Q1=IL

5、+Irr_D2/n+Irr_D1+？？？ILIrr_D2Irr_D1Ids_Q1Irr_D2/n11深入分析高频回路③钳位吸收回路�钳位二极管D1的反向恢复特性对可靠性和EMI有很大影响；�FR107反向恢复特性–500nS典型值�UF4007–75nS典型值12深入分析高频回路④驱动回路�原边晶体管开通时，产生高频的di/dt和dv/dt回路4。�回路4中的原边晶体管Q1的驱动电流Igs_Q1也会加入到回路1中。�Ids_Q1=IL+Irr_D2/n+Irr_D1+Igs_Q1+？？？ILIrr_D2Irr_D1Igs_Q1Ids_Q1Irr_D2/n13深入分析

6、高频回路④驱动回路�过快的开通晶体管对效率没有帮助，反而会造成高频噪声，通过变压器绕组耦合到输出；<10nS开通时间产生100MHz左右的高频振荡14深入分析高频回路⑤辅助绕组回路�原边晶体管开通时，产生高频的di/dt和dv/dt回路5。�回路5中辅助绕组D3的反向恢复电流Irr_D3也耦合到回路1中。�Ids_Q1=IL+Irr_D2/n+Irr_D1+Igs_Q1+Irr_D3ILIrr_D2Irr_D1Igs_Q1Irr_D3Irr_D3Ids_Q1Irr_D3*n1/nIrr_D2/n15深入分析高频回路�高频回路总结；�原边晶体管开通时，产生高频的di/

7、dt和dv/dt的5个回路。�回路1中包含了5个回路直接或耦合过来的电流。�处理好这些回路的布线是解决噪声问题的关键。ILIrr_D2Irr_D1Igs_Q1Irr_D3Ids_Q1Irr_D2/nIrr_D3*n1/n16采取措施抑制噪声�常见的抑制噪声措施�变压器设计�元器件选择�布线技巧�单点接地，避免回路间耦合；�利用高频电容，缩小高频回路面积；�通过布线，进一步地减小高频噪声；�通过布线，尽量减小接地阻抗；17采取措施抑制噪声�单点接地，避免回路间耦合�关注最敏感的控制回路；�控制回路、驱动回路，采样回路与功率回路的单点接地；�辅助绕组回路的单点接地。