反激式开关电源设计计算详解

本文主要介绍了不确定性理论在数学建模中应用于人类不确定性的一种分支，并提供了反激式开关电源设计计算的相关知识。 反激式开关电源是一种常见的隔离式电源变换器，适用于100W以下的AC-DC转换，特别是多输出场景。其工作原理是将Buck/Boost变换器的电感替换为变压器，变压器作为耦合电感，原边和副边绕组紧密耦合，通常需要在磁芯中设置气隙以防止最大负载时铁芯饱和。这种设计允许通过调整开关管的占空比来改变输出电压，实现稳压。 在设计反激式开关电源时，首先需要确定一些基本参数，如输入电压范围、电网频率、开关频率、输出电压、输出功率、损耗分配系数以及电源效率。输入滤波电容Cin的选择依据输出功率和输入电压范围，比例系数通常在2~3之间，用于稳定电源并滤除纹波。 接下来，计算磁芯的气隙宽度t至关重要。计算公式涉及单位mm，无气隙时的等效电感Al，以及磁芯的其他参数。气隙应在0.051mm以上，最佳范围在0.2~0.4mm，以防止漏感增加导致开关管上的尖峰电压过高。制作时可逐步调整气隙，测试初级电感和漏感，确保漏感不超过初级电感的3%。 进一步计算留有气隙时的等效电感Alg，这需要考虑气隙宽度和其它相关系数。然后，确定次级参数，包括次级峰值电流、有效电流和导线直径。次级导线的选择应考虑趋肤效应，当直径超过0.4mm时，建议采用双线并绕以减少漏感。此外，计算次级整流管的最高反向峰值电压，以及选择合适的钳位二极管和阻塞二极管，这些元件的选择依赖于输入电压范围，例如，对于不同输入电压，可能会选用不同规格的TVS和SRD二极管。 输出滤波电容Cout的选择也很关键，其容量直接影响输出电压的质量。在大功率系统中，可能需要调整电容和电阻的值以优化RC钳位保护电路。初级线圈并联RC支路也有助于滤波，电容和电阻的选择可以根据功率需求进行调整。 设计反激式开关电源需要综合考虑众多因素，包括磁路设计、电气参数计算、元件选择等，以确保电源的稳定性和效率。