反激式电源设计：变压器线径选择与功率因数解析

"这篇文章主要探讨了变压器线径的选择在电源设计中的重要性，特别是针对反激式开关电源。文中提到了变压器线径计算的一般规则，即自然冷却时线径电流密度为1.5~4A/mm²，强迫冷风时为3~5A/mm²。同时，不同频率下线径的选择也不同，低频时通常为4~5A/mm²，高频时则为2~3A/mm²。此外，文章还概述了开关电源的拓扑结构，从10W到2000W以上不同功率等级下的常见拓扑，并特别强调了反激式电源在400W以下电源市场中的主导地位。反激式电源因其低成本、低耗能和适用于宽电压范围输入而被广泛应用，但也存在输出纹波较大的问题。接着，文章通过自行车充电器的设计实例，介绍了反激开关电源的设计流程和元器件选择，包括保险管的选择和计算方法，以及功率因数的概念和校正技术。" 详细知识点: 1. 变压器线径计算: 变压器线径的选取是根据工作条件和冷却方式来确定的。自然冷却时，线径电流密度推荐值为1.5~4A/mm²，而强迫冷风条件下这个值提升到3~5A/mm²。频率的不同也会影响线径选择，低频环境下通常采用4~5A/mm²，高频环境下则采用2~3A/mm²。 2. 开关电源拓扑结构: 不同功率级别的电源会选用不同的拓扑结构，例如10W以内常采用RCC，10W-100W以内多用反激式，100W-500W则涉及正激、双管反激、准谐振等。反激式电源在400W以下电源市场占有重要地位，因为其成本效益高，外围元件少。 3. 反激式电源优缺点: 反激式电源具有成本低、外围元件少、低能耗和适用于宽电压输入的特点，但输出纹波较大，可以通过添加滤波器进行改善。 4. 电源设计流程: 文章以自行车充电器为例，展示了反激开关电源的设计过程，包括元器件的选择，如保险管的计算，需要考虑输出功率、效率、输入电压等因素。 5. 保险管的作用与计算: 保险管是初级侧的第一个安规元件，用于保护电源在异常情况下不受损害。其选择要考虑额定电压、额定电流、熔断时间和功率因数等因素。 6. 功率因数与谐波: 功率因数反映了交流电网中负载的效率，非线性负载会导致电网谐波。功率因数校正是为了减少谐波影响，提高系统效率，常见的方法有无源和有源PFC。 7. 功率因数校正技术: 无源PFC通过电感器和电容器滤波器提高功率因数，而有源PFC则使用电子元件直接调整电流形状，通常在大功率应用中更为常见。