2025年反激电路设计步骤（反激电路设计步骤包括）

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 <p style="text-indent:2em;"> <span style="text-indent:2em;">本期，我们将聚焦于</span></p>

讯享网

讯享网CCM 反激式转换器设计</p>

探讨 CCM 反激式转换器</p>

讯享网在中等功耗隔离应用中的优势</p>

并提供53Vdc 至 12V/5A</p>

讯享网CCM 反激式转换器的功率级设计公式</p>

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讯享网连续导通模式 (CCM) 反激式转换器通常用于中等功耗的隔离型应用。与不连续导通模式 (DCM) 运行相比，CCM 运行的特点是具有更低的峰值开关电流、更低的输入和输出电容、更低的 EMI以及更窄的工作占空比范围。由于具有这些优点并且成本低廉，它们已广泛应用于商业和工业领域。本文将提供之前在电源设计小贴士：反激式转换器设计注意事项中讨论过的 53Vdc 至 12V/5A CCM 反激式转换器的功率级设计公式。</p>

图 1 展示了工作频率为 250kHz 的 60W 反激式转换器的详细原理图。所选占空比在最低输入电压 (51V) 和最大负载时最大，为 50%。虽然也可以在超过 50% 占空比的情况下运行，但在本设计中无此必要。由于 57V 的高压线路输入电压相对较低，因此在 CCM 运行时，占空比只会降低几个百分点。但如果负载大幅降低，转换器进 DCM 运行模式，占空比就会显著降低。</p>

讯享网<img src='https://file1.elecfans.com/web1/M00/F4/8E/wKgaoWctdDKAG4-DAANuKVRjvu0711.png' alt='反激式转换器' /></p>

图 1. 60W CCM 反激式转换器原理图</p>

讯享网设计规格</p>

为防止磁芯饱和，绕组开/关时间的伏秒积必须保持平衡。这等于方程式 1：</p>

讯享网<img src='https://file1.elecfans.com/web1/M00/F4/8E/wKgaoWctdDKAa7S5AAAjtPHn4fQ835.jpg' alt='反激式转换器' /></p>

方程式 1</p>

讯享网将dmax设置为 0.5 并计算Nps12（Npri: N12V）和Nps14（Npri: N14V）的匝数比，如方程式 2 和方程式 3 所示：</p>

<img src='https://file1.elecfans.com/web1/M00/F4/8A/wKgZoWctdDKAT2xfAADeGfXdA7A924.png' alt='反激式转换器' /></p>

讯享网方程式 2</p>

<img src='https://file1.elecfans.com/web1/M00/F4/8A/wKgZoWctdDKAW9tUAADUU0oWZxs474.png' alt='反激式转换器' /></p>

讯享网方程式 3</p>

变压器匝数比现已设定（方程式 4 和方程式 5），因此可计算出工作占空比和 FET 电压。</p>

讯享网<img src='https://file1.elecfans.com/web1/M00/F4/8E/wKgaoWctdDOAXqetAAD_4-qxNz4826.png' alt='反激式转换器' /></p>

方程式 4</p>

讯享网<img src='https://file1.elecfans.com/web1/M00/F4/8A/wKgZoWctdDOASl86AAC0A09y1YE314.png' alt='反激式转换器' /></p>

方程式 5</p>

讯享网Vdsmax 表示 FET Q2 漏极上无振铃的“平顶”电压。振铃通常与变压器漏电感、寄生电容（T1、Q1、D1）和开关速度有关。选择 200V FET 时，FET 电压会再降低 25% 至 50%。变压器绕组之间必须实现良好耦合，如有可能，最大漏电感必须为 1% 或更低，以更大限度地减少振铃。</p>

当 Q2 导通时，二极管 D1 的反向电压应力等于方程式 6：</p>

讯享网<img src='https://file1.elecfans.com/web1/M00/F4/8E/wKgaoWctdDOALfr2AACAAb42TlI567.png' alt='反激式转换器' /></p>

方程式 6</p>

讯享网由于漏电感、二极管电容和反向恢复特性的影响，当次级绕组摆幅为负时，振铃现象很常见。具体请参阅方程式 7。</p>

<img src='https://file1.elecfans.com/web1/M00/F4/8A/wKgZoWctdDOAAWMpAABlfRXXmf4637.png' alt='反激式转换器' /></p>

讯享网方程式 7</p>

我选择了额定值为 30A/45V 的 D²PAK 封装，以便在 10A 电流下将正向压降减至 0.33V。功率耗散等于方程式 8：</p>

讯享网<img src='https://file1.elecfans.com/web1/M00/F4/8E/wKgaoWctdDOAKesBAABlmGVCJw4886.png' alt='反激式转换器' /></p>

方程式 8</p>

讯享网建议使用散热器或气流进行适当的热管理。初级电感的计算公式为方程式 9：</p>

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<img src='https://file1.elecfans.com/web1/M00/F4/8E/wKgaoWctdDSAV3AvAACq3_ed4uQ169.png' alt='反激式转换器' /></p>

讯享网方程式 9</p>

POUTMIN 是转换器进入 DCM 的位置，通常为POUTMAX 的 20% 至 30%。</p>

讯享网初级峰值电流出现在 VINMIN 时，等于：</p>

<img src='https://file1.elecfans.com/web1/M00/F4/8A/wKgZoWctdDSAEOw1AADSvekcH4A709.png' alt='反激式转换器' /></p>

讯享网方程式 10</p>

这对于确定最大电流检测电阻 (R18) 值而言是必要的，能够防止控制器的初级过流 (OC) 保护电路跳闸。对于 UCC3809，R18 两端的电压不能超过 0.9V，以保证全输出功率。在本例中，我选择 0.18Ω。也可以使用更小的电阻，以减少功率损耗。但过小的电阻会增加噪声灵敏度，并使 OC 阈值处于高电平，有可能导致变压器饱和，更糟糕的是，甚至会导致 OC 故障期间出现与应力相关的电路故障。电流检测电阻耗散的功率为方程式 11：</p>

讯享网<img src='https://file1.elecfans.com/web1/M00/F4/8E/wKgaoWctdDSAZPwyAAEBhp7KMY0734.png' alt='反激式转换器' /></p>

方程式 11</p>

讯享网根据方程式 12 和方程式 13 估算FET 导通损耗和关断开关损耗：</p>

<img src='https://file1.elecfans.com/web1/M00/F4/8E/wKgaoWctdDSAfuhMAADrEaW2xL8947.png' alt='反激式转换器' /></p>

讯享网方程式 12</p>

<img src='https://file1.elecfans.com/web1/M00/F4/8A/wKgZoWctdDSAG0j4AADCpasJE70410.png' alt='反激式转换器' /></p>

讯享网方程式 13</p>

与 Coss 相关的损耗计算有些模糊，因为该电容具有相当高的非线性度，会随着 Vds 的增加而降低，在本设计中估计为 0.2W。</p>

讯享网电容器要求通常包括计算最大均方根电流、获得预期纹波电压所需的最小电容以及瞬态保持。输出电容和 IOUTRMS 的计算公式为方程式 14 和方程式 15：</p>

<img src='https://file1.elecfans.com/web1/M00/F4/8A/wKgZoWctdDWAbY1bAACgNSPkdy8585.png' alt='反激式转换器' /></p>

讯享网方程式 14</p>

<img src='https://file1.elecfans.com/web1/M00/F4/8E/wKgaoWctdDWAdJEVAACIplobttA346.png' alt='反激式转换器' /></p>

讯享网方程式 15</p>

可以仅使用陶瓷电容器，但在直流偏置效应后需要 7 个陶瓷电容器才能实现 83µF。因此，我只选择了足以处理均方根电流的电容器，然后使用了电感器-电容器滤波器来降低输出纹波电压并改善负载瞬态。如果存在较大的负载瞬态，可能需要额外的输出电容来减少压降。</p>

讯享网输入电容等于方程式 16：</p>

<img src='https://file1.elecfans.com/web1/M00/F4/8E/wKgaoWctdDWAZvUuAACbMiyIDPk808.png' alt='反激式转换器' /></p>

讯享网方程式 16</p>

同样，您必须考虑会损耗电容的直流偏置效应。如方程式 17 所示，均方根电流约为：</p>

讯享网<img src='https://file1.elecfans.com/web1/M00/F4/8A/wKgZoWctdDWAXfCvAACU18tj.png' alt='反激式转换器' /></p>

方程式 17</p>

讯享网图 2 展示了原型转换器的效率，而图 3 展示了反激式评估板。</p>

<img src='https://file1.elecfans.com/web1/M00/F4/8A/wKgZoWctdDWAHmiLAAT6NYJf0nY971.png' alt='反激式转换器' /></p>

讯享网图 2. 转换器的效率和损耗决定了</p>

封装的选择和散热要求</p>

讯享网<img src='https://file1.elecfans.com/web1/M00/F4/8E/wKgaoWctdDaAWi6VAAz59_nWbdA243.png' alt='反激式转换器' /></p>

图 3. 60W 反激式评估硬件尺寸为</p>

讯享网100mm x 35mm</p>

要选择合适的补偿元件值</p>

讯享网结语</p>

本设计示例介绍了功能性 CCM 反激式设计的基本元件计算。然而，初始估算通常需要反复计算，以便进行微调。不过，为了获得运行良好且优化的反激式转换器，在变压器设计和控制环路稳定等方面，往往还需要做更多的细节工作。 <br /><br />  </p>

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2025年反激电路设计步骤（反激电路设计步骤包括）

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