开关电源设计：正激与反激模式解析及CCM、DCM探讨

"本文介绍了变压器设计的关键步骤和计算公式，特别是针对高频开关电源设计中的连续电流模式（CCM）和断续电流模式（DCM）。同时，详细阐述了正激和反激工作模式的区别以及反激式拓扑结构的工作原理，包括变压器储能、漏感和箝位电路的作用。" 在设计高频开关电源时，了解和掌握CCM和DCM是非常重要的。CCM是指变压器磁化电流在整个周期内保持连续，而DCM则是磁化电流在某些时刻变为零。反激式开关电源在工作时，根据Toff（初级关断时间）与次级电感与输出电压的关系，会出现磁化电流的临界、非连续和连续三种状态。这些状态决定了电源的工作效率和稳定性。 正激与反激电源的主要区别在于变压器的角色。正激电源仅作为隔离，而反激电源则兼备储能功能。在反激式拓扑中，能量在电源导通时储存在变压器中，然后在电源关断时释放到输出端。由于磁芯的串联气隙和绕组间的不完美耦合，一部分能量以漏感的形式存储，这可能导致开关元件的电压尖峰和EMI问题。 为了防止这些尖峰电压对功率MOSFET造成损害，通常采用箝位电路来控制MOSFET的最大电压。常见的箝位电路如RCD箝位，能够在MOSFET关断后通过电容和二极管吸收和耗散漏感能量，从而保护开关元件。然而，箝位电路也会带来功率损耗，所以设计时需要平衡效率、EMI和成本。 设计高频开关电源时，需要精确计算变压器参数，合理选择工作模式，以及有效地处理漏感和箝位电路，以确保电源的高效、稳定和安全性。这些知识对于电源设计工程师至关重要，他们必须对每个环节都有深入的理解，才能设计出满足需求的高质量电源产品。