反激式(RCD)开关电源原理及设计

作者：时间：2013-08-19来源：网络收藏

从图上看到MOS的Vds有个很大的尖峰，我用的200V的MOS，尖峰到了196了。这是尖峰是由于漏感造成的，上边说到漏感的能量不能耦合到次级，那么MOS关断的时候，漏感电流也不能突变，所以会产生个很高的感应电动势，因无法耦合到次级，会产生个很高的电压尖峰，可能会超过MOS的耐压值而损坏MOS管，所以我们实际使用时会在初级加一个RCD吸收电路，把尖峰尽可能的吸到最低值，来确保MOS管工作在安全电压。具体RCD吸收电路图如下

简单分析下工作原理

1.当开关S开通时，二极管D反骗而截至。电感储存能量。

2当开关S关断时，电感电压反向，把漏感能量储存在C中，然后通过R释放掉。细心的朋友可能会发现，当开关关断的时候，这个RCD电路和次级的电路是一模一样的，D整流，C滤波。R相当于负载。只不过输出电压不是VO，而变成了次级反射到初级的电压VF。所以，注意了，R的值不能取得太小，太小了损耗严重，影响效率。而且电阻的功率会变的很大!

下边来个加了RCD吸收的波形

关于RCD吸收的选取网上有很多文章，在以后我会介绍下!大家也可以看我的博客(只要在百度里搜老梁头的博客，就会出来。里边有一篇介绍RCD的)

原理先讲到这里吧，下边我讲下变压器的设计!

今天讲下变压器的设计方法!

变压器的设计方法有多种，个人感觉适合自己的才是最好的，选择一个你自己最熟悉的，能够理解的才是最好的!

我先介绍下一种设计方法：

1.先确定输入电压，一般是按照最低输入直流电压计算VINmin计算

A.要是直流输入按直流的最低输入来计算;

B.要是输入为交流电，一般对于单相交流整流用电容滤波，直流电压不会超过交流输入电压有效值的1.4倍，也不低于1.2倍。

列如，全范围交流输入85-265VAC的电源，一般按85VAC时计算，那VINmin=85*1.2=102V，一般会取整数按100VDC计算。

2.确定导通时间Ton

导通时间Ton=T*D

T为周期 T=1/F

D为最大占空比，一般在最低输入电压的时候，D会最大，保证输出稳定。

注意大的占空比可以降低初级的电流有效值，和MOS的导通损耗，但是根据伏秒法则，初级占空比大了，次级的肯定会小，那么次级的峰值电流会变大，电流有效值变大，会导致输出纹波变大!所以，一般单端反激拓扑的占空比选取不要超过0.5。

而且一般的电流控制模式，占空比大于0.5要加斜率补偿的，对调试是个难度。

还有一重要的是你的占空比决定你的匝比，匝比决定啥，嘿嘿，反射电压VF，忘了再去上边看下，再加上你漏感引起的尖峰，最终影响你MOS的耐压。占空比越小匝比越小，反射电压VF越低，MOS的电压应力小。反之MOS的电压应力大，所以占空比要考虑好了。要保证再最高电压下你的VDS电压在MOS的规定电压以下，最好是降额使用，流出足够的余量来!

列如，电源的开关频率为100K，最低输入时的最大占空比为0.4，那T=1/100000=10μS，那么Ton=0.4*10μS=4μS。

3.确定磁芯的有效面积AE

AE一般会在磁芯的资料中给出。

4.计算初级匝数NP

NP=VINmin*Ton/ΔB*AE

式中VINmin为直流最低输入电压;

Ton为导通时间

AE为磁芯的有效面积

ΔB为磁感应强度变化量，这个值和磁芯材质，及温升等有关，一般考经验来选取，在0.1-0.3之间，取得越大，余量越小，变压器在极端情况下越容易饱和!俺一般取0.2。

5.计算次级匝数NS

NS=(Vo+Vd)*(1-D)*NP/VINmin*D

式中Vo为输出电压