Flyback反激设计总结.ppt
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1、Flyback反激设计总结,Sun2014.09.10,目錄,反激变换器的应用 反激变换器的工作原理 反激变压器的设计步骤 设计时的注意事项及课后作业,目錄,反激变换器的应用 反激变换器的工作原理 反激变压器的设计步骤 设计时的注意事项及课后作业,反激变换器的应用,众所周知,电子设备都需要电源,并且95%以上的电源是开关电源。而对于中小功率的开关电源使用最多的拓扑是反激结构。实际应用场合:功率一般在150W以内的隔离电源,如笔记本电脑适配器、手机适配器、工业电源等。,优点:1、电路简单,成本低,可靠性高。2、输入电压在很大的范围内波动时,仍能稳定输出,无需输入电压切换而达到稳定输出的要求。3、
2、转换效率较高,损耗小。4、容易实现多路输出,缺点:1、输出电压纹波较大,负载调整精度不高,输出功率受限制,通常应用于150W以下。2、工作在CCM模式下,有较大的直流分量,易导致变压器磁芯饱和,从而加大了变压器的体积。3、当变换器工作在CCM/DCM两种不同状态下,变压器设计和环路补偿设计较困难。,目錄,反激变换器的应用 反激变换器的工作原理 反激变压器的设计步骤 设计时的注意事项及课后作业,反激变换器的工作原理,Flyback与Buck-Boost之间的关系,+,反激变换器的工作原理,当开关晶体管 Tr ton时,变压器初级Np有电流 Ip,并将能量储存于其中(E=Lp*Ip*Ip/2).由
3、于Np与Ns极性相反,此时二极管D反向偏压而截止,无能量传送到负载.当开关Tr off 时,由楞次定律:(e=-N/T)可知,变压器原边绕组将产生一反向电势,此时二极管D正向导通,负载有电流IL流通。,目錄,反激变换器的应用 反激变换器的工作原理 反激变压器的设计步骤 设计时的注意事项及课后作业,反激变压器的设计步骤,系统输入规格:,输入电压:VacminVacmax 输入频率:fL 输出电压:Vo 输出电流:Io 工作频率:fs 输出功率:Po 预计效率:输入功率:Pin=Po/最大温升:40,反激变压器的设计步骤,1.1 选择开关管和输出整流二极管1.2 计算变压器匝比1.3 确定最低输入
4、电压和最大占空比1.4 反激变换器的工作过程分析1.5 计算初级临界电流均值与峰值1.6 计算变压器初级电感量1.7 选择变压器磁芯1.8 计算变压器初级匝数、次级匝数和气隙长度1.9 满载时初级峰值电流1.10 最大工作磁芯密度 Bmax1.11 计算变压器初级电流、副边电流的有效值1.12 计算原边绕组、副边绕组的线径,估计窗口占有率1.13 计算绕组的铜损与铁损1.14 变压器绕线结构及工艺,反激变压器的设计步骤,1.1 选择开关管和输出整流二极管,开关管MOSFET:耐压值为Vds-mos输出二极管:(1)肖特基二极管(2)最大反向电压Vd(3)正向导通压降为Vf,1.2 计算变压器匝
5、比,考虑开关器件电压应力余量(Typ=20%)开关ON开关OFF匝比,Note:计算匝比一般有两种方法,一种如上图所示;另一种方法先确定工作模式和占空比,再进行计算,可参考3KW辅助电源设计实例。,1.3 确定输入滤波电容上的最低输入电压和最大占空比,反激变压器的设计步骤,输入滤波电容:2uF3uF/W(经验值)最低输入电压(假设tc=3mS)最低输入电压,最大功率时,占空比最大Dmax,反激变压器的设计步骤,1.4 反激变换器的工作过程分析(以CCM设计为例),(1)低输入电压时,负载从轻载到重载,变压器经历从DCM-BCM-CCM的过程;(2)高压输入时,负载从轻载到重载,变压器可能一直工
6、作在DCM;,反激变压器的设计步骤,1.5 计算初级临界电流均值和峰值,按照最小输入电压,最大输出功率(Po_max)的条件计算:Note:临界点的设计视具体情况而定,通常有两种方式定义临界点:1)设定满载的百分之几十达临界点;2)设定满载时的电流纹波系数Kr,当Kr刚好上升到1时为临界点。例如当Po=1/3 Po_max时,变换器工作在BCM临界模式;当Po1/3 Po_max时,变换器工作在CCM连续模式;BCM模式下,最小输入电压时的平均输入电流:变压器初级临界电流峰值:,反激变压器的设计步骤,1.6 计算变压器初级电感量,最低输入电压,BCM条件下,最大导通时间:变压器初级电感量:,1
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