反激式开关电源设计全解析：从理论到实操

反激式开关电源全套设计资料（百度）反激变压器参数自动计算，连续模式CCM，断续模式DCM，联系送电源管理芯片资料，最新更新310份芯片图片和PDF资料。变压器参数计算原边匝数计算副边匝数计算原边电感量计算副边电感量计算变压器磁芯选取，变压器线径选取变压器工作三种模式计算输人电容选取压敏电阻计算保险丝参数选型计算整流桥选取输出电容计算 RCD吸收回路计算分析

嘿，各位电子爱好者和工程师朋友们！今天咱来唠唠反激式开关电源，这可是电源设计领域里的明星选手。最近在网上看到一份超全的反激式开关电源全套设计资料（百度就能搜到哦），里面内容相当丰富，我这就来给大伙好好分享分享。

反激变压器参数计算：核心中的核心

反激变压器在整个电源系统里起着关键作用，它的参数计算可是重中之重。这里面又分原边和副边的各种参数计算。

原边匝数计算

在连续模式CCM（Continuous Conduction Mode）或断续模式DCM（Discontinuous Conduction Mode）下，原边匝数计算都有相应的公式。以CCM模式为例，简单说，原边匝数 \( Np \) 的计算公式会涉及到输入电压范围 \( V{in(min)} \)、输出电压 \( V_{out} \)、占空比 \( D \) 等参数。假设我们有一个简单的模型，输入电压范围是100 - 240VAC，经过整流后直流电压范围大致在141 - 339VDC，输出电压为12V，占空比 \( D \) 设定为0.4（实际根据具体需求调整）。

副边匝数计算

副边匝数 \( Ns \) 的计算则与原边匝数以及变比相关，变比又和输入输出电压有关。比如说，已知原边匝数 \( N p \) 算出来是100匝，根据变比 \( n = \frac{Np}{N s} = \frac{V*{in(max)}}{V* {out}} \)（这里 \( V*{in(max)} \) 取整流后的最大值339V），就能算出副边匝数 \( N*s \) 啦。

原边电感量计算

原边电感量 \( Lp \) 的计算也不容忽视。在设计中，它影响着电源的性能。公式可能会涉及到输入功率 \( P {in} \)、开关频率 \( fs \) 等参数。例如，假设输入功率 \( P {in} \) 为30W，开关频率 \( fs \) 为65kHz，根据公式 \( L p = \frac{V*{in(min)} \times D}{I* {p(max)} \times fs} \)（这里 \( I{p(max)} \) 为原边最大电流，可根据功率关系算出），就能得到原边电感量。

副边电感量计算

副边电感量 \( L_s \) 相对原边电感量计算会稍复杂些，要考虑到副边电流纹波等因素。不过大致思路是通过原副边的关系以及副边输出要求来计算。

变压器其他关键选取：磁芯与线径

变压器磁芯选取

磁芯的选择决定了变压器的性能和体积。不同的磁芯材料有不同的磁导率、饱和磁通密度等特性。常见的像EE型、EI型磁芯。如果是小功率电源，EE型磁芯可能是个不错的选择，它结构紧凑，成本相对较低。在选择时，要根据计算出的磁通量、工作频率等来确定具体型号。

变压器线径选取

线径的选取和电流相关。原边和副边电流不同，线径也不一样。我们知道电流密度 \( J \) 这个概念，一般取2 - 5 \( A/mm^2 \) 左右。假设原边最大电流 \( I*{p(max)} \) 为1A，取电流密度 \( J = 3 A/mm^2 \)，那么原边线径 \( d* p \) 就可以根据公式 \( dp = \sqrt{\frac{4 \times I{p(max)}}{\pi \times J}} \) 算出。副边线径同理根据副边电流计算。

变压器工作模式计算：CCM、DCM及临界模式

反激变压器工作有三种模式，前面提到的CCM和DCM，还有临界模式（Boundary Conduction Mode，BCM）。CCM模式下，电感电流在开关周期内不会降为零；DCM模式则相反，电感电流在开关周期结束前就降为零；BCM是介于两者之间，电感电流刚好在开关周期结束时降为零。

在代码层面，我们可以通过监测电感电流来判断工作模式。比如用一个简单的C语言代码示例（假设使用一个模拟数字转换器ADC来采集电感电流）：

c 复制代码

// 定义ADC读取函数
int readADCValue() {
    // 这里假设ADC初始化等操作已完成
    // 简单返回一个模拟的ADC值代表电感电流
    return 1000; 
}

// 判断工作模式函数
void judgeMode() {
    int currentValue = readADCValue();
    if (currentValue > 0) {
        // 假设设定一个电流阈值为0，大于0表示电流未降为零
        printf("工作在CCM模式\n");
    } else {
        printf("工作在DCM模式\n");
    }
}

在这个代码里，readADCValue 函数模拟读取ADC值来代表电感电流，judgeMode 函数根据读取的值判断工作模式。实际应用中肯定要复杂得多，需要更精确的采集和判断逻辑。

其他关键元件选取与计算

输入电容选取

输入电容主要用于平滑输入电压，减少电压波动。它的选取要考虑输入电压范围、纹波要求等。一般来说，输入电容 \( C*{in} \) 的值根据公式 \( C* {in} = \frac{I*{in(rms)} \times \Delta t}{\Delta V* {in}} \) 计算，其中 \( I*{in(rms)} \) 是输入电流有效值，\( \Delta t \) 是开关周期，\( \Delta V*{in} \) 是允许的输入电压纹波。

压敏电阻计算

压敏电阻用于过压保护。当输入电压超过一定值时，压敏电阻阻值急剧下降，将过电压能量泄放掉。选择压敏电阻时，要根据最大输入电压来确定其标称电压值。例如，对于220VAC输入的电源，压敏电阻标称电压一般选470V左右。

保险丝参数选型计算

保险丝是保护电路的最后一道防线。它的选型要根据电路正常工作电流以及可能出现的最大故障电流来确定。比如，电路正常工作电流为2A，考虑一定余量，可选择3A的保险丝。

整流桥选取

整流桥将交流电转换为直流电。选取整流桥时，要考虑输入电压、电流以及反向耐压等参数。如果输入是220VAC，整流桥反向耐压至少要大于311V（220VAC峰值），电流根据负载需求选取。

输出电容计算

输出电容用于平滑输出电压，减小输出纹波。计算输出电容 \( C*{out} \) 时，要考虑输出电流、纹波电压要求以及开关频率等因素。例如，公式 \( C* {out} = \frac{I*{out} \times (1 - D)}{8 \times f* s \times \Delta V*{out}} \)，其中 \( I*{out} \) 是输出电流，\( \Delta V_{out} \) 是允许的输出电压纹波。

RCD吸收回路计算分析

RCD吸收回路主要用于吸收变压器漏感能量，防止开关管关断时产生过高的电压尖峰。它由电阻R、电容C和二极管D组成。电容C的取值要根据变压器漏感 \( L*{lk} \)、开关频率 \( f* s \) 等计算，一般公式为 \( C = \frac{2 \times L*{lk} \times I* {p(max)}^2}{V*{clamp}^2} \)，其中 \( V*{clamp} \) 是钳位电压。电阻R的作用是在开关管导通时将电容C上的电荷放掉，取值一般较大，几百千欧到几兆欧之间。二极管D要选择快恢复二极管，以适应高频开关的需求。

好啦，今天关于反激式开关电源的设计就讲到这儿。这份资料真的很全面，要是大家感兴趣，可以自己去百度搜搜详细研究研究。希望对各位在电源设计之路上有所帮助！