反激變壓器設(shè)計思路與分析

　　反激電源由于體積小、成本低、電路簡單的特點(diǎn)，受到設(shè)計者的追捧。很多初學(xué)者也選擇了反激變壓器進(jìn)行設(shè)計方面的學(xué)習(xí)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(xí)資料五花八門且比較零散，本文就將對反激變壓器的設(shè)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(yīng)的分析，幫助大家盡快掌握。

　　設(shè)計流程

　　確認(rèn)基本技術(shù)參數(shù)

　　溫馨提示：應(yīng)該養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣，不管產(chǎn)品的功率有多么小，技術(shù)多么簡單，堅持為每一個產(chǎn)品制作出一份詳細(xì)的技術(shù)規(guī)格書。首先要弄清楚自己是要做一個什么樣子的產(chǎn)品，這會讓設(shè)計思路更加明確，以及如何展開下一步的工作。

　　技術(shù)參數(shù)分兩種：基本的與詳細(xì)的。

　　基本技術(shù)參數(shù)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(xì)的技術(shù)參數(shù)比較麻煩，根據(jù)不同的情況不同，需要列舉的參數(shù)有多又少。一般包括：輸入輸出特性、保護(hù)特性、安規(guī)、EMC、可靠性、應(yīng)用環(huán)境、產(chǎn)品尺寸、輸入輸出端口定義、產(chǎn)品標(biāo)簽、外殼標(biāo)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(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率、穩(wěn)壓精度、紋波峰峰值、整機(jī)效率、待機(jī)功耗、開機(jī)延遲時間、輸出電壓上升時間、容性負(fù)載、開關(guān)機(jī)過沖幅度、動態(tài)響應(yīng)時間、動態(tài)響應(yīng)幅度、以及最小啟動電壓。

　　保護(hù)特性

　　輸入欠壓保護(hù)點(diǎn)、輸入欠壓恢復(fù)點(diǎn)、輸入過壓保護(hù)點(diǎn)、輸入過壓恢復(fù)點(diǎn)、輸出過壓保護(hù)點(diǎn)、輸出短路保護(hù)方式、過溫保護(hù)點(diǎn)、過溫恢復(fù)點(diǎn)。

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

　　設(shè)計思路(制定設(shè)計方案與參考計算)

　　根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格找出設(shè)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(shè)計方案應(yīng)該在立項(xiàng)初期就經(jīng)過廣泛的內(nèi)部討論，到底選用什么方案(如特別功率器件、電容、芯片)，多聽取周圍人的意見，久而久之一定受益匪淺。因?yàn)榱㈨?xiàng)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多的時間。

　　開關(guān)芯片選哪家的?EMI電路如何配置?輸入電容取多少?開關(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(biāo)準(zhǔn)的配置就是8N60+MBR20100。

　　需要注意的是，這個參數(shù)不是“算”出來的，因?yàn)橛嬎阒蹈鷮?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(shè)計產(chǎn)品時，應(yīng)該是設(shè)計的變壓器參數(shù)(電壓電流應(yīng)力等)來滿足這些元器件的參數(shù)。而不是先設(shè)計好變壓器，再去尋找半導(dǎo)體元器件，實(shí)際開發(fā)過程和教材上說的是不一樣的。所以，首先要考慮到的是公司目前有沒有合適的物料。不管是工模電感、半導(dǎo)體，還是電解電容，優(yōu)先采用庫存物料會大大縮短開發(fā)周期和減少各種不確定的因素。

　　因?yàn)殚_關(guān)電源行業(yè)競爭非常激烈，物料選型的第二個原則是：競爭對手選什么。或者是整個行業(yè)目前的“流行趨勢”，也可以理解為大家都這么干。有時候行業(yè)“默認(rèn)”的做法比第一條原則還要重要。舉個例子，相當(dāng)一部分工業(yè)產(chǎn)品“不認(rèn)可”400V的電解電容，都是450V的，也有部分廠家不認(rèn)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(yuǎn)都是那么小!但是這不意味著人家是偷工減料，那個行業(yè)都是那樣，不然電腦怎么會那么便宜。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(shù))選型的第三個原則，就是查閱半導(dǎo)體公司提供的各種應(yīng)用文檔、評估板、設(shè)計手冊等等。TI、ON、Fairchild、PI、ST、Infineon都有大把技術(shù)文章，而且現(xiàn)在比起前幾年要“友好”很多，都還是中文的，不看可惜了。物料選型時求助于網(wǎng)路，效率應(yīng)該是最低的。

　　對于60W這個級別的開關(guān)電源，我們可以采用下面三種輸入電路，修改若干參數(shù)后，前面兩種結(jié)構(gòu)應(yīng)用在300W以下應(yīng)該沒有什么問題(需要考慮防雷的場合，輸入端還要加強(qiáng))。仔細(xì)察看這三種結(jié)構(gòu)，會發(fā)現(xiàn)他們有所相同也有所不同，最大的區(qū)別在共模電感配置這一塊。

　　圖1

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

　　先從輸入電路①開始，從頭至尾來講一下。

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

　　圖2