王道：反激电源及变压器设计宝典

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1、王道：反激电源及变压器设计宝典王道-執反激电源及变压器设计宝典養对于探讨反激电源以及变压器这个话题，我犹豫了很久。因为关于反激的话题大家讨论了很多很多，这个话题已经被讨论的非常透彻了。关于反激电源的参数设计也冇多篇文章总结。述有热心的网友，根据计算过程，口己编写了软件或电子表格把计算做的傻瓜化。但我也注意到，儿乎每天都会出现关于反激设计过程出现问题而求助的帖子，所以，思量再三，我决定还是再一次提出这个话题!我不知道我是否能写出一些有新意的东西,但我会尽力去写好。不期望能入高手的法眼，但愿能给入门者一些帮助。纵观电源市场，没冇哪一个拓扑能像反激电路那么普及，可见反激电源在电

2、源设计中具冇不对替代的地位。说句不算夸张的话，把反激电源设计彻底搞透了，哪怕其他的拓扑一点不懂,在职场上找个月薪10K的工作也不是什么难事。提纲1、反激电路是由buck-boost拓扑演变而来，先分析一下buck-boost电路的T.作过程。D1mur430II2111tOOu工作时序说明：to吋刻，Q1开通，那么D1承受反向电压截止，电感电流在输入电压作用下线性上升。tl时刻，Q1关断，由于电感电流不能突变，所以，电感电流通过D1,向C1充电。并在C1两端电圧作用下，电流下降。t2时刻,Q1开通,开始一个新的周期。从上面的波形图中，我们可以看到，在整个工作周期中，电感L

3、1的电流都没有到零。所以,这个工作模式是电流连续的CCM模式，乂叫做能量不完全转移模式。因为电感中的储能没有完全释放。从工作过程我们也可以知道，这个拓扑能量传递的方式是，在MOS管开通时，向电感中储存能量，MOS管关断时，电感向输出电容释放能®oMOS管不直接向负载传递能量。整个能量传递过程是先储存再释放的过程。整个电路的输出能力，取决于电感的储存能力。我们述要注意到，根据电流流动的方向，可以判断出，在输入输出共地的情况下，输岀的电压是负电压。MOS管开通时，电感I」承受的是输入电压，MOS关断时，电感L1承受的是输出电压。那么,在稳态时，电路要保证电感不进入饱和，必定要

4、保证电感承受的正向和反向的伏秒积的平衡。那么：VinX(tl-tO)=VoutX(t2-tl),假如整个工作周期为T,占空比为D,那么就是：VinXD=VoutX(1-D)那么输出电压和占空比的关系就是：Vout=VinXD/(l-D)同时，我们注意看MOS管和二极管D1的电压应力,都是Vin+Vout另外，因为是CCM模式，所以从电流波形上对以看出來，二极管存在反向恢复问题。M0S开通吋有电流尖峰。上面的工作模式是电流连续的CCM模式。在原图的棊础上，把电感量降低为80uH,其他参数不变，仿真看稳态的波形如下：tO吋刻，Q1开通，那么D1承受反向电压截止，电感电流在输入

5、电压作用下从0开始线性上升。tl时刻，Q1关断，由于电感电流不能突变，所以，电感电流通过D1,向C1充电。并在C1两端电压作用下，电流下降。t2时刻，电感电流和二极管电流降到零。D1截止，MOS的结电容和电感开始发生谐振。所以可以看见MOS的Vds电压出现周期性的振荡。t3时刻，Q1再次开通，进入一个新的周期。在这个工作模式屮，因为电感电流会到零，所以是电流不连续的DCM模式。有叫做能量完全转移模式，因为电感中储存的能量完全转移到了输出端。而二极管因为也工作在DCM状态,所以没有反向恢复的问题。但是我们应该注意到，DCM模式的二极管、电感和MOS漏极的峰值电流是大于上而的

6、CCM模式的。需耍注意的是在DCM下的伏秒积的平衡是：VinX(tl-tO)=Vout(t2-tl)只是个波形的正反问题。就好象示波器的探头和夹子如果反过來，那么波形就倒过來。你注意看图的右边，看波形具体的定义是什么。有的波形是两个点相减出来的。看波形图也要配介这原理图来看的。当MOS开通的时候，二极管D1承受着反压，是一个负的电压。MOS关断的时候，二极管导通，正向压降很低二极管的反向恢复，和其工作时PN结的载流子的运动有关系。DCM时，因为二极管已经没冇电流流过了，内部载流了己经完成了复合过程。所以不存在反向回复问题。会有一点点反向电流，不过那是结电容造成的。在CCM

7、和DCM模式有个过渡的状态，叫CRM,就是临界模式。这个模式就是电感电流刚好降到零的时候，MOS开通。这个方式就是DCM向CCM过渡的临界模式。CCM在轻载的时候，会进入DCM模式的。CRM模式可以避免二极管的反向恢复问题。同时也能避免深度DCM时，电流峰值很大的缺点。要保持电路一直工作在CRM模式，需要用变频的控制方式。我述注意到，在DCM模式，电感电流降到零以后，电感会和MOS的结电容谐振，给MOS结电容放电。那么，是不是可以有种工作方式是当MOS结电容放电到最低点的时候，MOS开通进入下一个周期，这样就可以降低MOS开通