反激变压器的设计要点

news2025/1/17 21:14:12

反激电源的设计最关键的就是在于开关电源的变压器,我们对于反激电源变压器的设计计算的最终目的是为了得到一下几点:

1 原边和副边的电流波形

2 原边和副边的电压波形或幅值

3 磁通密度状况 (我们选择的磁芯是不是饱和了,是不是磁通密度不是很高或是说磁通

不是很高也就是说我们的磁芯的损耗是多少)

4 原边和副边的电流密度(以此来表征温升到底高不高)

5 变压器损耗与温升

6 耦合系数 (我们假设原边主绕组和副边主绕组两个耦合度不好,实际上从原边看进去主绕组,除了励磁电感外还有个漏感,在MOS管关断的一瞬间,感电电流达到最大,这个电流除了通过励磁电感以外,还通过漏感,即会在漏感里建立起能量,主绕组的励磁电感存储的能量可以通过磁场传递到副边电感上,而漏感的能量则不会传递过去,他会在原边的回路里面转圈,这个电流实际上就是给RDC吸收电路里的C充电,这个漏感越大,形成的能量越多,在这个C上形成的压差越大,同时也由于有R的存在,C可以通过R放电,降低压差,那么这个R的大小会影响C上的压差,这个压差过大的话,容易在VDS上产生较高的电压尖峰。耦合度越好,原边看进去漏感越小。还有一方面就是一般反激变压器副边线圈是会有好几个的,副边的线圈比如5V和±12V,那么假设5V是主绕组的功率拉大,你就会发现±12V或是其他的绕组电压也会往上升,副边耦合系数不好的话,会形成较差的电压调整率)

7 绕组EMI耦合特性

变压器设计的关键性

1 器件选取合理化(MOS管、输出二极管的耐压,过流多大,输入、输出电容的大小)

2 主电路器件的降额依据

3 EMC的控制与优化

4 电源效率设计

5 多路输出调整率改善

6 成本控制

7 量产的一致性控制

框图为EMI的测试

从图中来看,我们可以模仿开关电源的工作机理,在原边加上100K的高频信号源,在副边点位静点接EMI测试的50Ω的电阻,一旦这个电阻检测到有电压了,就说明EMI的共模干扰进来了,右边是通过网络分析仪去测这四个端子的情况,得到右边右上角的一个曲线,后面有一个翘起来的点,这个是谐振的问题,看这个电流IL,随着频率的变化,一直在增长,我们取得的电压实际上是这个电流,这个近似与一个对数直线,通过这个曲线可以分析出来CQ是多少,这个是一个等效的CQ,实际上我们后面的设计的变压器绕组的调整,包括排线包括屏蔽层等等,我们可以经过一些有效的调整,让它这个电流做得非常的小,越小 EMI 就越好,如果有办法做到零,那说不定滤波器就可以简化了。

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