反激電源適配器精講

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反激電源適配器精講

拓撲示意圖

此圖為示意圖，圖中Ui為直流電壓，后面的C1容量較小，如果輸出改交流輸入，需要加整流電路+C1，C1的容量較大，一般寬范圍輸入，按照功率/容量比為：1：3uF，窄范圍比為1：1uF。

寬范圍一般是85～264Vac 或者90～264Vac，更有甚100～277Vac等等窄范圍一般176～264Vac 187～264Vac以及195～264Vac，或者347 +/-20%等等

講反激變壓器之前，先說明兩個定義：
1.Vor定義為反射電壓。
2.Krp定義為電流的波峰比，即峰峰值：峰值。
反激是由Buck-Boost電路演變而來，較苛刻的點為較低輸入電壓，輸出滿載時，所以我們要選擇這個點來設計。
一、選定反射電壓Vor
15W電源適配器選反射電壓就是確定大占空比
D=Vor/(Vor+Vs),D為占空比，Vor反射電壓，Vs較低輸入電壓（此電壓一般為輸入的交流Vac*1.2，因為整流后的電解電容不會無窮大）。
此公式由以下推到可得：
當開關管開通的時候，原邊相當于一個電感，電感兩端加上電壓，其電流值不會突變，線性的上升，有公式上升了的I=Vs*Ton/L,這三項分別是原邊輸入電壓，開關管開通時間，和原邊電感量。在開關管關斷的時候，原邊電感放電，電感電流下降，同樣要尊守上面的公式定律，此時有下降了的I=Vor*Toff/L,這三項分別是原邊感應電壓，即放電電壓，開關管關斷時間，和電感量．在經過一個周期后，原邊電感電流的值會回到和原來一樣，不可能會變，所以，有Vs*Ton/L=Vor*Toff/L,，上升了的，等于下降了的，上式中可以用D來代替Ton，用1-D來代替Toff，移項可得，D=Vor/（Vor+Vs），亦是大占空比。
二、確定原邊電流的參數值
無非三個值：平均值、有效值、峰值。

上圖為原邊電流波形圖
前面已經說過，Krp的定義，我們來解方程吧，今天先說到這，方程如下：

三、選定變壓器磁芯
選磁芯有兩種方法，一個是用AP法計算，這個計算繁瑣，而且也不是太準確，二是經驗法，我一般靠經驗。如果沒有經驗也沒有關系，先選一個磁芯如果不行在換大一點的，慢慢經驗積累起來以后，就好了。
四、計算變壓器原邊匝數、線經等
計算匝數、線經首先要選一個B值，這個B值一般選取在0.1-0.25之間，當然了要以較后核算的B值為準，一般情況不要超0.3，特殊情況可以，一般作為錳鋅鐵氧體，B值也就到4800GS，即0.48T。說到這里有個法拉第電磁感應定律公式，V*T=L*I=N*B*S，各個字母代表意思就不用說了吧。
線經的載流密度一般4-10A/mm2，如果是鋁基板的那種或者強冷風散熱另當別論，如果多股線的話，較好不要超過0.4mm并饒，趨膚效應。
五、計算變壓器次邊匝數、線經等
所有的公式和第四步基本一樣，載流密度亦同。
六、計算變壓器反饋繞組匝數
計算匝數原理同上，線經選取0.2mm的即可，因為IC一般吃電流也就幾個mA，線太細了容易斷，太粗了成本受不了。【電源適配器代工】
七、計算變壓器電感量
公式還是法拉第電磁感應定律公式。
八、核算以上參數

至此變壓器設計基本算完畢。

反射電壓的選取和以下因素有關
較低輸入電壓，如果你電源適配器是85～264Vac輸入，那么85*1.2=102Vdc（一般電解電容由于成本的問題要*1.2，如果電解不惜成本可以*1.414，看情況了，這個電壓是整流濾波后的電壓，它是有紋波的，按照波谷考慮），我們選取100Vdc，D=Vor/（Vor+Vs），如果你反射電壓選取80V，那么占空比D就是80/（80+100）=0.44，一般在較低輸入電壓的時候大占空比不要超0.5，超了0.5，會有個右半平面零點，必須加斜坡補償來抵消，環路不好調試，初學者建議不要嘗試，有經驗了可以設計大占空比大于0.5，那么Vor可以選大點，但是選大Vor有一問題，在較高輸入電壓的時候264Vac，264Vac*1.414=374V，如果你反射選取的大，在MOS管關斷的時候可以計算峰值電壓為：374V+Vor+漏感和雜散電容諧振引起的尖峰=...，MOS的耐壓就要選的高一些，這樣成本又上去了，當然你可以選擇RCD+TVS的方式做吸收，這個還是折中的問題，性價比較大化是根本。
現在這種反激電源適配器，恨不得能省個貼片電阻，絕不加貼片電阻，成本拼的太厲害了。

電源適配器