反激变换器(Flyback)的设计和计算步骤

1、.反激变换器(flyback)的设计和计算步骤齐纳管吸收漏感能量的反激变换器：0. 设计前需要确定的参数a 开关管q的耐压值：vmqb 输入电压范围：vinmin vinmaxc 输出电压vod 电源额定输出功率：po（或负载电流io）e 电源效率：xf 电流/磁通密度纹波率：r（取0.5，见注释c）g 工作频率：fh 最大输出电压纹波：vopp1. 齐纳管dz的稳压值vzvz = vmq 95% - vinmax，开关管q承受的电压是vin + vz，在vinmax处还应为vmq保留5%裕量，因此有 vinmax + vz von dt = np ae db - np = （von dt)

2、/ (db ae) = (von d/f) / (db ae) = (von d) / (db ae f) = (von d) / (2r/(r + 2) bpk ae f) = (1 + 2/r) (von d)/(2 bpk ae f)f np计算完后应验证此值是否适合磁芯的窗口面积，及骨架、隔离带、安全胶带、二次绕组和套管等，通常在反激变压器中这些都不会有问题；如果需要减少np，可以考虑增大r，减小d，或增大磁芯面积，但磁导率和气隙不会解决问题。g 电感与磁导率的相关方程：l = (1/z) (u u0 ae / le) n2，其中气隙系数 z = (le + u lg) / le 。对

3、于铁氧体材料的气隙变压器，z 取值10 20是较好的折中选择。h 反激（buck-boost）中二极管平均电流等于负载电流io，损耗是pd = io vd，而二极管正向压降vd随其额定电流上升而下降，故折中考虑，选取其额定电流为2 io 。i buck-boost 中二极管最大承压是 vinmax + vo，在反激中vinmax折算到二次侧为 vinmax / n，同时给额定值留出20%的裕量，所以最终选择二极管的额定耐压定位 vdm = vdm = (1 + 20%) (vo + vinmax / n) 。j 对所有拓扑，开关管有效值电流在dmax处最大，且 iqrms = il_dmax

4、(dmax (1 + r_dmax2/12)0.5，开关管的损耗 pq = iqrms2 rds，其中rds是开关管的正向压降，此压降随开关管的额定电流增大而减小，所以折中选择开关管的额定电流为 2 iqrms 。k buck-boost 中开关管最大承压是 vinmax + vo，在反激变换器中vo折算到一次侧为 vor，同时给额定值预留20%的裕量，所以最终选择开关管的耐压为 vqm = (1 + 20%) (vor + vinmax)l buck-boost 中输入电容最恶劣电流有效值发生在dmax，其值为 irms_cin = il_dmax (dmax (1 - dmax + r_d

5、max2/12)0.5 ，一般选择电容时其额定纹波电流应等于或大于此值。m 根据如下：co 实际上需要维持t_on时的电荷流失，此电荷量为 dq = io t_on，而此时电容电压的变化是 duco = dq / co = vopp，由此得 co = lo t_on / vopp 。n buck-boost 中输出电容最恶劣有效值发生在dmax， 其值为 irms_co = io (dmax + r_dmax2/12) / (1 - dmax)0.5 ，一般选择电容是器额定纹波电流应等于或大于此值。o 考虑漏感电流不超过一次绕组电流的20%，仅为估计，无计算根据。p rcd电路的分析和计算如下

6、：（1）工作过程：开关管截止后，漏感电流通过d对c迅速充电，然后c通过r放电，消耗漏感能量于r上。（2）充电过程时间很短，相对整个周期可以忽略。（3）c不能太大，否则吸收能量过多，影响变压器能量传递，同时r成为变换器的死负载。（4）r不能太小，否则放电太快，c电压降到反射电压（vor）时r开始消耗二次传过来的能量，所以r要使c的放电电压在开关导通时不小于反射电压。根据以上分析，计算推导如下：vcmax vor，把vc线性化，可得 vcmax / vor = t / t_on，t为开关周期，t_on为开关导通时间，由此得vcmax = vor / d （式1）当开关导通时c上电压刚好等于反射电压

7、有：vcmax e(-(1 - d) t / (r c) = vor，由 t = 1 / f 整理得r c = (d - 1) / (f ln(d) （式2）vc的最小值 vcmin = vcmax e(-t / (r c) （式3）此时漏感能量全部被rc电路吸收，有如下方程：0.5 llk ipk2 = 0.5 c (vcmax2 - vcmin2) （式4）整理式3和式4可以得到c = ipk2 llk / (vcmax2 (1 - e(2 ln(d) / (1 - d)由上式和式2可以得r = (d - 1) / (c f ln(d)电阻r消耗的功率是 pr = 0.5 llk ipk2

8、 f精品.q lcd无损吸收网络的分析和计算：（1）开关管截止时，一方面变压器漏感和一次绕组通过d1对cr充电，把漏感能量储存于cr；另一方面，lr的电流储能通过d1、d2反馈给电源输入电容c_in 。（2）开关管导通时，cr通过d2、lr进行放电，把能量传递给lr，能量由电容电压转换为电感的电流能量。（3）稳态下，设cr开始充电（q截止）时电压是vcr0，充电结束时电压是vcr1，则为了不吸收便压器正常工作的能量传递有 vcr0 = vor；考虑能量的传递过程则有 0.5 llk ipk2 = 0.5 cr (vcr12 - vcr02)，令 k = vcr1 / vcr0，同时设vcr0 = vor，整理得 cr = llk ipk2 / (vor (k2 - 1) 。（4）稳态下，cr的放电过程（q导通）也就是cr、lr的谐振过程，所以cr的电压方程是 uc = vcr1 cos(wt)，lr的电流方程是 il = (cr / lr)0.5 vcr1 sin(wt)，其中角频率 w = 1 / (lr cr)0.5 。此处我们需要在导通时间结束时cr上的电压降至vcr0，由此得 vcr1 cos(w (d / f) = vcr0，且 w