反激变换器设计与多路输出计算

"本文主要介绍了单端反激式开关电源的设计方法，包括反激变换器的工作原理、设计步骤，以及如何计算多路输出的各次级电流有效值。" 单端反激式开关电源是一种广泛应用的电力转换技术，它通过在开关器件（如MOSFET）的控制下，将输入的交流电压转换为所需的直流电压输出。反激变换器的工作原理是利用变压器的储能来实现能量的传递，当开关关闭时，变压器储存能量；当开关打开时，能量通过变压器传递到负载。 设计一个单端反激式开关电源需要考虑以下几个关键步骤： 1) **计算电源输出功率**：首先确定所有输出负载所需功率，即各输出电压乘以对应的输出电流之和，同时考虑整流二极管的正向压降。 2) **选取输入端电容**：选择足够大的输入电容以确保在交流输入电压的最低点时，仍能提供稳定的直流电压。一般情况下，输入电容的容量是输出功率的2至3倍。 3) **确定最小输入直流电压**：根据输入交流电压的最小值、输入电容、电源效率和整流桥导通时间来计算。 4) **计算最大输入直流电压**：这个值等于交流输入电压的最大值的一半。 5) **确定最大占空比**：为了保持控制芯片的环路稳定性，通常占空比不应超过50%。 6) **计算反激电压**：反激电压由最小输入直流电压、最大占空比和开关管的饱和导通压降决定。 7) **选择开关管的漏源最小耐压**：基于最大反激电压和安全裕量来确定。 8) **设定变换器工作模式**：可以选择电流连续模式(CCM)或电流断续模式(DCM)，CCM中电流纹波较小，而DCM则在轻载时更加节能。 设计反激式开关电源时，还需要考虑变压器的设计，包括原边和副边的匝数比、磁芯的选择、以及次级侧各路输出的电流有效值计算。此外，选择适当的控制芯片、保护电路、滤波电路等也是设计过程中的重要环节。反激式电源设计涉及多个工程参数的平衡，例如效率、体积、成本和稳定性，需要深入理解电源转换理论并进行精细计算。