反激變換器(Flyback)的設(shè)計(jì)和計(jì)算步驟

1、.反激變換器(flyback)的設(shè)計(jì)和計(jì)算步驟齊納管吸收漏感能量的反激變換器：0. 設(shè)計(jì)前需要確定的參數(shù)a 開關(guān)管q的耐壓值：vmqb 輸入電壓范圍：vinmin vinmaxc 輸出電壓vod 電源額定輸出功率：po（或負(fù)載電流io）e 電源效率：xf 電流/磁通密度紋波率：r（取0.5，見注釋c）g 工作頻率：fh 最大輸出電壓紋波：vopp1. 齊納管dz的穩(wěn)壓值vzvz = vmq 95% - vinmax，開關(guān)管q承受的電壓是vin + vz，在vinmax處還應(yīng)為vmq保留5%裕量，因此有 vinmax + vz von dt = np ae db - np = （von dt)

2、/ (db ae) = (von d/f) / (db ae) = (von d) / (db ae f) = (von d) / (2r/(r + 2) bpk ae f) = (1 + 2/r) (von d)/(2 bpk ae f)f np計(jì)算完后應(yīng)驗(yàn)證此值是否適合磁芯的窗口面積，及骨架、隔離帶、安全膠帶、二次繞組和套管等，通常在反激變壓器中這些都不會(huì)有問題；如果需要減少np，可以考慮增大r，減小d，或增大磁芯面積，但磁導(dǎo)率和氣隙不會(huì)解決問題。g 電感與磁導(dǎo)率的相關(guān)方程：l = (1/z) (u u0 ae / le) n2，其中氣隙系數(shù) z = (le + u lg) / le 。對(duì)

3、于鐵氧體材料的氣隙變壓器，z 取值10 20是較好的折中選擇。h 反激（buck-boost）中二極管平均電流等于負(fù)載電流io，損耗是pd = io vd，而二極管正向壓降vd隨其額定電流上升而下降，故折中考慮，選取其額定電流為2 io 。i buck-boost 中二極管最大承壓是 vinmax + vo，在反激中vinmax折算到二次側(cè)為 vinmax / n，同時(shí)給額定值留出20%的裕量，所以最終選擇二極管的額定耐壓定位 vdm = vdm = (1 + 20%) (vo + vinmax / n) 。j 對(duì)所有拓?fù)?，開關(guān)管有效值電流在dmax處最大，且 iqrms = il_dmax

4、(dmax (1 + r_dmax2/12)0.5，開關(guān)管的損耗 pq = iqrms2 rds，其中rds是開關(guān)管的正向壓降，此壓降隨開關(guān)管的額定電流增大而減小，所以折中選擇開關(guān)管的額定電流為 2 iqrms 。k buck-boost 中開關(guān)管最大承壓是 vinmax + vo，在反激變換器中vo折算到一次側(cè)為 vor，同時(shí)給額定值預(yù)留20%的裕量，所以最終選擇開關(guān)管的耐壓為 vqm = (1 + 20%) (vor + vinmax)l buck-boost 中輸入電容最惡劣電流有效值發(fā)生在dmax，其值為 irms_cin = il_dmax (dmax (1 - dmax + r_d

5、max2/12)0.5 ，一般選擇電容時(shí)其額定紋波電流應(yīng)等于或大于此值。m 根據(jù)如下：co 實(shí)際上需要維持t_on時(shí)的電荷流失，此電荷量為 dq = io t_on，而此時(shí)電容電壓的變化是 duco = dq / co = vopp，由此得 co = lo t_on / vopp 。n buck-boost 中輸出電容最惡劣有效值發(fā)生在dmax， 其值為 irms_co = io (dmax + r_dmax2/12) / (1 - dmax)0.5 ，一般選擇電容是器額定紋波電流應(yīng)等于或大于此值。o 考慮漏感電流不超過一次繞組電流的20%，僅為估計(jì)，無計(jì)算根據(jù)。p rcd電路的分析和計(jì)算如下

6、：（1）工作過程：開關(guān)管截止后，漏感電流通過d對(duì)c迅速充電，然后c通過r放電，消耗漏感能量于r上。（2）充電過程時(shí)間很短，相對(duì)整個(gè)周期可以忽略。（3）c不能太大，否則吸收能量過多，影響變壓器能量傳遞，同時(shí)r成為變換器的死負(fù)載。（4）r不能太小，否則放電太快，c電壓降到反射電壓（vor）時(shí)r開始消耗二次傳過來的能量，所以r要使c的放電電壓在開關(guān)導(dǎo)通時(shí)不小于反射電壓。根據(jù)以上分析，計(jì)算推導(dǎo)如下：vcmax vor，把vc線性化，可得 vcmax / vor = t / t_on，t為開關(guān)周期，t_on為開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間，由此得vcmax = vor / d （式1）當(dāng)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)c上電壓剛好等于反射電壓

7、有：vcmax e(-(1 - d) t / (r c) = vor，由 t = 1 / f 整理得r c = (d - 1) / (f ln(d) （式2）vc的最小值 vcmin = vcmax e(-t / (r c) （式3）此時(shí)漏感能量全部被rc電路吸收，有如下方程：0.5 llk ipk2 = 0.5 c (vcmax2 - vcmin2) （式4）整理式3和式4可以得到c = ipk2 llk / (vcmax2 (1 - e(2 ln(d) / (1 - d)由上式和式2可以得r = (d - 1) / (c f ln(d)電阻r消耗的功率是 pr = 0.5 llk ipk2

8、 f精品.q lcd無損吸收網(wǎng)絡(luò)的分析和計(jì)算：（1）開關(guān)管截止時(shí)，一方面變壓器漏感和一次繞組通過d1對(duì)cr充電，把漏感能量?jī)?chǔ)存于cr；另一方面，lr的電流儲(chǔ)能通過d1、d2反饋給電源輸入電容c_in 。（2）開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，cr通過d2、lr進(jìn)行放電，把能量傳遞給lr，能量由電容電壓轉(zhuǎn)換為電感的電流能量。（3）穩(wěn)態(tài)下，設(shè)cr開始充電（q截止）時(shí)電壓是vcr0，充電結(jié)束時(shí)電壓是vcr1，則為了不吸收便壓器正常工作的能量傳遞有 vcr0 = vor；考慮能量的傳遞過程則有 0.5 llk ipk2 = 0.5 cr (vcr12 - vcr02)，令 k = vcr1 / vcr0，同時(shí)設(shè)vcr0 = vor，整理得 cr = llk ipk2 / (vor (k2 - 1) 。（4）穩(wěn)態(tài)下，cr的放電過程（q導(dǎo)通）也就是cr、lr的諧振過程，所以cr的電壓方程是 uc = vcr1 cos(wt)，lr的電流方程是 il = (cr / lr)0.5 vcr1 sin(wt)，其中角頻率 w = 1 / (lr cr)0.5 。此處我們需要在導(dǎo)通時(shí)間結(jié)束時(shí)cr上的電壓降至vcr0，由此得 vcr1 cos(w (d / f) = vcr0，且 w