多相并联反激式转换器：突破百瓦极限的EMI优化设计

引言：突破单相功率瓶颈的新路径

反激式转换器凭借电气隔离特性和简洁拓扑，成为低于60W应用的理想选择。然而受限于变压器储能能力（单相最大能量传输约3mJ），传统方案难以突破百瓦门槛。多相并联技术通过拓扑重构，将功率分配至2-4个并联变压器，在MAX15159控制器驱动下，实测输出功率可达120W@24V/5A（效率92.5%），同时显著改善传导EMI性能。

技术痛点与多相方案创新

1. 单相反激的固有局限

●功率天花板：磁芯饱和限制单变压器储能，商用EFD25磁芯在65kHz开关频率下极限功率约75W

●EMI挑战：脉冲输入电流导致高频噪声（典型150MHz频段超标8-10dB）

●体积制约：100W以上方案需EE30以上大型磁芯（体积≥45×30mm）

2. 多相并联的核心突破

图1.一种采用无光耦技术的简单反激式转换器。

●双/四相并联：各相位独立变压器（如EPC13磁芯），通过电流均分实现功率倍增

●相移控制：MAX15159驱动双通道180°错相工作，四相扩展时采用90°相位差

实测优势：

●功率跃升：双相EPC13磁芯（12×10mm）组合输出120W，功率密度提升60%

●EMI优化：输入电流纹波抵消效应使150MHz频段噪声降低40%

●电容减负：输入电容容值需求下降50%（100μF→47μF）

图2.MAX15159能够控制多相反激电路。

关键技术实现

1. 无光耦电压调节

●MAX15159通过初级侧稳压（PSR）技术：

●采样关断期间初级绕组电压（比例于输出电压）

●动态调整PWM占空比，精度达±2.5%（5V输出）

        ●省去光耦及补偿电路，BOM成本降低15%

2. 均流与相移控制

●电流镜像技术：内部比较器实时匹配双通道峰值电流（偏差＜3%）

●自适应死区：根据负载调整相位差（轻载时自动扩展至240°降低损耗）

图3.多相反激式转换器输入侧的电流流动。

3. EMI抑制设计

●频谱分散效应：双相180°错相将开关噪声基频从65kHz提升至130kHz

●集成栅极驱动：2A驱动能力缩短MOSFET开关时间（tr/tf＜15ns），减少高频辐射

设计验证与性能对比

典型应用场景

1. 工业机器人控制电源

●四相并联输出200W，耐受100G机械冲击

●-40℃~105℃宽温运行，无散热器设计

2. 医疗设备电源模块

●双相120W方案通过BF级隔离认证（4kVAC/分钟）

●漏电流＜5μA（优于60601-1标准）

3. 快充适配器

结语：重新定义反激式技术边界

多相并联反激技术通过分布式能量传输架构，彻底打破单变压器功率瓶颈。以MAX15159为核心的相移控制策略，不仅将输出功率拓展至200W级，更借助电流纹波抵消效应显著优化EMI性能。这种创新方案以小型化磁芯组合替代笨重单体变压器，在工业电源、医疗设备等场景中同步实现功率跃升与空间压缩，为高密度隔离电源设计开启全新可能。