工程師指南：38步驟 反激式開關(guān)電源設(shè)計提供全面指導(dǎo)

圍繞反激式開關(guān)電源設(shè)計展開，詳細(xì)介紹了 38 個設(shè)計步驟，涵蓋電路參數(shù)計算、元件選型及環(huán)路補(bǔ)償設(shè)計等方面，為反激式開關(guān)電源設(shè)計提供全面指導(dǎo)。
*附件：38步驟 反激式開關(guān)電源設(shè)計提供全面指導(dǎo).pdf

1. 系統(tǒng)應(yīng)用需求確定 ：明確交流輸入電壓范圍（如寬電壓 85 - 265V、特定電壓倍壓整流等）、頻率（50Hz 或 60Hz）、開關(guān)頻率（大于 20KHz，常用 50 - 200KHz）、輸出電壓、電流、效率、負(fù)載調(diào)整率、損耗分配因子、空載功率損耗及輸出紋波電壓等關(guān)鍵參數(shù)，這些參數(shù)構(gòu)成后續(xù)設(shè)計的基礎(chǔ)。
2. 電路關(guān)鍵環(huán)節(jié)設(shè)計步驟
   • 反饋電路與偏置電壓選擇 ：依據(jù)輸出精度和成本需求，從初級 / 基本、初級 / 增強(qiáng)、光耦器穩(wěn)壓管、光耦器 TL431 等反饋電路類型中選定，并確定相應(yīng)偏置電壓 VB，同時給出不同反饋電路性能對比及光耦器選型參考。
   • 輸入電路參數(shù)設(shè)計 ：計算最小和最大直流輸入電壓 VMIN 和 VMAX，綜合考慮鋁電解電容特性及紋波因素確定；依據(jù)輸出功率和交流電壓范圍，按比例系數(shù)或精確公式計算輸入存儲電容 CIN 容量；根據(jù)整流橋工作原理和輸入電壓參數(shù)，選擇合適的輸入整流橋，確定其反向峰值電壓、正向壓降、平均整流電流等參數(shù)。
   • 變壓器相關(guān)參數(shù)計算與元件選型 ：確定反射輸出電壓 VOR（80 - 135V）及鉗位穩(wěn)壓管電壓 VCLO，考慮對輸入電容、二極管損耗、變壓器漏感和開關(guān)管擊穿風(fēng)險的影響；依據(jù)工作模式設(shè)定電流波形參數(shù) KP（KP≤1 為連續(xù)模式，KP≥1 為斷續(xù)模式），并據(jù)此計算初級峰值電流 IP、輸入平均電流 IAVG 和初級 RMS 電流 IRMS；基于輸入輸出參數(shù)和效率選定 MOS 管芯片，通過設(shè)定限流點降低因數(shù) KI 優(yōu)化效率，并驗證 MOS 芯片選擇的正確性；計算功率開關(guān)管熱阻，選擇散熱片確保芯片工作可靠性；根據(jù)工作模式和損耗分配因子計算初級電感量 LP；依據(jù)功率、頻率等因素選擇磁芯和骨架，獲取 Ae、Le、AL 和 BW 等參數(shù)，進(jìn)一步確定初級和次級繞組匝數(shù)、線徑參數(shù)，同時檢查最大磁通密度 Bm、氣隙長度 Lg 和繞組電流密度 CMA 等參數(shù)，必要時迭代優(yōu)化。
   • 輸出及輔助電路元件選擇 ：確定次級峰值電流 ISP 和 RMS 電流 ISRMS，以此選擇次級繞組線徑參數(shù)；計算輸出電容紋波電流 IRIPPLE，選擇合適的輸出電容；確定次級及偏置繞組最大峰值反向電壓 PIVS、PIVB，選擇相應(yīng)的整流管和阻斷二極管；根據(jù) VOR 及輸出類型確定初級鉗位電路元件；選擇后級濾波器電感 L 和電容 C、偏置繞組整流管和電容、控制極引腳電容及串聯(lián)電阻；依據(jù)選定的反饋電路類型選用相應(yīng)反饋電路元件。
3. 環(huán)路動態(tài)補(bǔ)償設(shè)計要點
   • TL431 工作條件與參數(shù)確定 ：保證 TL431 陰極電流大于 1mA，闡述其在不同電路接法下的功能及輸出電壓計算公式，根據(jù) TL431 和光耦 PC817A 要求確定相關(guān)電阻值，同時考慮電阻取值對開環(huán)增益的影響及 R4、C4 取值在提升低頻增益、相位和抑制紋波方面的作用。
   • 諧振、零極點與環(huán)路分析基礎(chǔ) ：解釋諧振和振蕩概念，介紹零極點基礎(chǔ)知識及在復(fù)平面的位置特性對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響；以常見電路為例說明單極點、單零點、右半平面零點、雙極點響應(yīng)（串聯(lián)諧振、并聯(lián)諧振）和低 Q 值雙極點響應(yīng)的特性及相關(guān)參數(shù)計算；分析 TL431 供電時的零極點特性及適用的補(bǔ)償方式；針對反激電壓方式反饋環(huán)路，給出開環(huán)傳遞函數(shù)各部分計算方法，通過實例計算各部分頻率特性，確定設(shè)計目標(biāo)后進(jìn)行 TL431 補(bǔ)償設(shè)計以滿足要求，同時指出設(shè)計中帶寬、零點和極點等因素的限制及影響。

反激式開關(guān)電源設(shè)計的變壓器參數(shù)計算步驟：

*附件：反激式開關(guān)電源設(shè)計中變壓器參數(shù)計算步驟.pdf

反激式開關(guān)電源設(shè)計的初級峰值電流如何計算？

審核編輯 黃宇