反激开关电源设计：EMI滤波与功率因数校正详解

本文主要探讨了EMI电路在电源设计中的应用，特别是针对开关电源的特性分析和设计流程。首先介绍了开关电源的拓扑结构，按功率等级划分了不同的设计策略，如RCC自激振荡用于10W以下，反激式拓扑（包括PF值要求）在10W-100W范围内占据主导，更高功率级别的电源采用准谐振、双管反激、半桥等。其中，反激式电源因其成本低、外围元件少、适用宽电压输入和多组输出等优点广泛应用于消费类产品，但输出纹波较大，可通过额外滤波元件进行改善。 文章重点讲解了反激开关电源的设计，以自行车充电器为例，涉及的主要步骤包括选择元器件，如保险管作为初级安全防护元件，其技术参数包括额定电压、额定电流和熔断时间，保险管的选择需考虑功率因数、输出功率、效率和最小输入电压等。同时，文中强调了功率因数校正的重要性，因为许多非线性负载产生的谐波可能导致电网不稳定，通过无源或有源功率因数校正技术可以显著提高功率因数并减少谐波。 在电源电路原理图中，初级侧包含了保险管，这是确保电源系统安全的关键环节。对于实际应用，保险管的选取需根据理论值的1.5~3倍范围来确定，以适应不同情况下的保护需求。此外，功率因数的校正是提高电源性能和满足电磁兼容标准的重要一环，它有助于减小电网负担并减少设备对电网的干扰。 本文深入剖析了开关电源的架构选择、关键元器件如保险管的作用及其计算方法，以及功率因数校正的必要性和实施策略，为电源工程师提供了实用的设计指导。