王道：反激電源及變壓器設(shè)計(jì)寶典

對(duì)于探討反激電源以及變壓器這個(gè)話題，我猶豫了很久。因?yàn)殛P(guān)于反激的話題大家討論了很多很多，這個(gè)話題已經(jīng)被討論的非常透徹了。關(guān)于反激電源的參數(shù)設(shè)計(jì)也有多篇文章總結(jié)。還有熱心的網(wǎng)友，根據(jù)計(jì)算過(guò)程，自己編寫(xiě)了軟件或電子表格把計(jì)算做的傻瓜化。但我也注意到，幾乎每天都會(huì)出現(xiàn)關(guān)于反激設(shè)計(jì)過(guò)程出現(xiàn)問(wèn)題而求助的帖子，所以，思量再三，我決定還是再一次提出這個(gè)話題!我不知道我是否能寫(xiě)出一些有新意的東西，但我會(huì)盡力去寫(xiě)好。不期望能入高手的法眼，但愿能給入門(mén)者一些幫助。

縱觀電源市場(chǎng)，沒(méi)有哪一個(gè)拓?fù)淠芟穹醇る娐纺敲雌占?，可?jiàn)反激電源在電源設(shè)計(jì)中具有不可替代的地位。說(shuō)句不算夸張的話，把反激電源設(shè)計(jì)徹底搞透了，哪怕其他的拓?fù)湟稽c(diǎn)不懂，在職場(chǎng)上找個(gè)月薪10K的工作也不是什么難事。

提綱

1、反激電路是由buck-boost拓?fù)溲葑兌鴣?lái)，先分析一下buck-boost電路的工作過(guò)程。

工作時(shí)序說(shuō)明：

t0時(shí)刻，Q1開(kāi)通，那么D1承受反向電壓截止，電感電流在輸入電壓作用下線性上升。

t1時(shí)刻，Q1關(guān)斷，由于電感電流不能突變，所以，電感電流通過(guò)D1，向C1充電。并在C1兩端電壓作用下，電流下降。

t2時(shí)刻，Q1開(kāi)通，開(kāi)始一個(gè)新的周期。

從上面的波形圖中，我們可以看到，在整個(gè)工作周期中，電感L1的電流都沒(méi)有到零。所以，這個(gè)工作模式是電流連續(xù)的CCM模式，又叫做能量不完全轉(zhuǎn)移模式。因?yàn)殡姼兄械膬?chǔ)能沒(méi)有完全釋放。

從工作過(guò)程我們也可以知道，這個(gè)拓?fù)淠芰總鬟f的方式是，在MOS管開(kāi)通時(shí)，向電感中儲(chǔ)存能量，MOS管關(guān)斷時(shí)，電感向輸出電容釋放能量。MOS管不直接向負(fù)載傳遞能量。整個(gè)能量傳遞過(guò)程是先儲(chǔ)存再釋放的過(guò)程。整個(gè)電路的輸出能力，取決于電感的儲(chǔ)存能力。我們還要注意到，根據(jù)電流流動(dòng)的方向，可以判斷出，在輸入輸出共地的情況下，輸出的電壓是負(fù)電壓。

MOS管開(kāi)通時(shí)，電感L1承受的是輸入電壓，MOS關(guān)斷時(shí)，電感L1承受的是輸出電壓。那么，在穩(wěn)態(tài)時(shí)，電路要保證電感不進(jìn)入飽和，必定要保證電感承受的正向和反向的伏秒積的平衡。那么：

Vin×(t1-t0)=Vout×(t2-t1)，假如整個(gè)工作周期為T(mén)，占空比為D，那么就是：Vin×D=Vout×(1-D)

那么輸出電壓和占空比的關(guān)系就是：Vout=Vin×D/(1-D)

同時(shí)，我們注意看MOS管和二極管D1的電壓應(yīng)力，都是Vin+Vout

另外，因?yàn)槭荂CM模式，所以從電流波形上可以看出來(lái)，二極管存在反向恢復(fù)問(wèn)題。MOS開(kāi)通時(shí)有電流尖峰。

上面的工作模式是電流連續(xù)的CCM模式。在原圖的基礎(chǔ)上，把電感量降低為80uH，其他參數(shù)不變，仿真看穩(wěn)態(tài)的波形如下：

t0時(shí)刻，Q1開(kāi)通，那么D1承受反向電壓截止，電感電流在輸入電壓作用下從0開(kāi)始線性上升。

t1時(shí)刻，Q1關(guān)斷，由于電感電流不能突變，所以，電感電流通過(guò)D1，向C1充電。并在C1兩端電壓作用下，電流下降。

t2時(shí)刻，電感電流和二極管電流降到零。D1截止，MOS的結(jié)電容和電感開(kāi)始發(fā)生諧振。所以可以看見(jiàn)MOS的Vds電壓出現(xiàn)周期性的振蕩。

t3時(shí)刻，Q1再次開(kāi)通，進(jìn)入一個(gè)新的周期。

在這個(gè)工作模式中，因?yàn)殡姼须娏鲿?huì)到零，所以是電流不連續(xù)的DCM模式。有叫做能量完全轉(zhuǎn)移模式，因?yàn)殡姼兄袃?chǔ)存的能量完全轉(zhuǎn)移到了輸出端。而二極管因?yàn)橐补ぷ髟贒CM狀態(tài)，所以沒(méi)有反向恢復(fù)的問(wèn)題。 但是我們應(yīng)該注意到，DCM模式的二極管、電感和MOS漏極的峰值電流是大于上面的CCM模式的。

需要注意的是在DCM下的伏秒積的平衡是：

Vin×(t1-t0)=Vout(t2-t1)

只是個(gè)波形的正反問(wèn)題。就好象示波器的探頭和夾子如果反過(guò)來(lái)，那么波形就倒過(guò)來(lái)。

你注意看圖的右邊，看波形具體的定義是什么。有的波形是兩個(gè)點(diǎn)相減出來(lái)的。