原边反馈的关键技术讨论

FSR原边反馈反激式变换器及原理FSR（Flyback Switching Regulator）原边反馈反激式变换器是一种常见的开关电源拓扑结构，可以同时实现输入输出电压的隔离和转换。

本文将详细介绍FSR原边反馈反激式变换器的工作原理及其特点。

[图片]在FSR原边反馈反激式变换器中，电源输入通过变压器的一侧加入，并由输入电容进行滤波。

控制IC产生的PWM信号控制MOSFET的开关，将输入电压转换为短暂的高功率矩形脉冲，并传输给变压器。

由于变压器的变比，高功率脉冲信号被变压器转换为低功率矩形脉冲信号，然后通过输出二次侧的整流和滤波电路得到所需的输出电压。

1.输入滤波和整流：电源输入先通过输入电容进行滤波，降低电源噪声。

然后，经过整流电路将交流输入转换为直流输入。

2.反激开关：控制IC通过控制频率和占空比产生PWM信号，控制功率MOSFET的通断。

当MOSFET导通时，电源输入电源通过变压器传递到输出端；当MOSFET截止时，输出端的电压会产生反向电压，称为反激。

3.变压器：变压器是FSR变换器的核心组件。

它以一定的变比将输入电压转换为输出电压。

当功率MOSFET导通时，输入脉冲能量被储存在变压器的磁场中；当MOSFET截止时，储存在磁场中的能量通过变压器的绕组耦合到二次侧，并转换为输出电压。

4.输出整流和滤波：由于输出是交流信号，需要进行整流和滤波处理，将其转换为直流输出。

通常，采用整流二极管和输出电容来实现。

1.隔离性：由于变压器的存在，输入与输出之间具有隔离性，使输出与输入之间不会存在电气连接。

这保证了输出的安全性和稳定性。

2.最小化元件数量：FSR变换器相对于其他开关电源结构，所需元件数量较少，减小了系统的复杂性。

3.简化控制电路：FSR变换器采用原边反馈控制方式，可实现电流和电压双回路控制，简化了控制电路的设计。

4.可实现多输出：FSR变换器可通过变压器的设计来实现多种输出，满足不同应用的需求。

关于原边反馈充电器方案的轻噪音问题
PSR原边反馈电路，都存在轻噪音，因为PSR充电器电路带抖频技术----随机频率抖动调制减少系统电磁干扰。

PSR采用抖频技术能把待机功耗做的很低、效率更高且易过EMI。

PSR充电器工作频率一般在40～60kHz。

采用抖频技术工作频率会不断变化。

当频率瞬间低于20kHz时，人耳朵贴近充电器外壳能听到异响.因为人的听觉范围是在20Hz～20kHz----也就是最易听见声音的频率。

当前最终杜绝方法还没有，各家原边反馈PSR电路都有不同程度的异响，绝对的静音是实现不了的。

对轻噪音国际上也没有标准。

PSR 这种异声是正常的，对产品使用是没有影响的。

请客户不用担心正常使用。

降低声音的方法如：1.变压器要真空浸油
2.变压器绕线要平整
3.工作频率建议在50KHz～60kHz。

原边反馈原理是电子工程领域中一个重要的概念。

在电路设计中，原边反馈原理被广泛应用于各种电子设备的稳定性和性能提升。

本文将介绍原边反馈原理的基本概念、作用原理以及在电路设计中的应用。

原边反馈原理指的是将电路的输出信号与输入信号进行比较，通过调节反馈网络来控制输出信号的稳定性和准确性的一种技术。

通过引入反馈回路，电路可以自动调整自身的工作状态，使得输出信号更加稳定和准确。

原边反馈原理主要有负反馈和正反馈两种类型。

负反馈是最常见的一种反馈类型。

它通过将电路的一部分输出信号与输入信号进行比较，并将差异信号通过反馈网络返回给输入端，从而调整电路的工作状态。

负反馈的作用是降低电路的增益，提高稳定性和线性度。

通过负反馈，电路可以抵消原始信号中的噪声和失真，使得输出信号更加准确和可靠。

正反馈则与负反馈相反，它将一部分输出信号加到输入信号上，从而增强电路的正馈作用。

正反馈可以使得电路进入自激振荡状态，产生周期性的输出信号。

正反馈在某些特定的应用中非常有用，比如振荡器和计数器等。

在电路设计中，原边反馈原理可以提供许多优势。

首先，它可以提高电路的稳定性和可靠性。

通过负反馈，电路可以自动调整工作状态，使得输出信号不受外界环境变化的影响。

其次，原边反馈原理可以提高电路的线性度。

通过抑制非线性元件的非线性特性，电路的输出信号更加准确和可靠。

此外，原边反馈原理还可以降低电路的噪声和失真，提高信号的质量。

然而，原边反馈原理也存在一些限制。

首先，原边反馈会引入一定的相位延迟，使得电路的频率响应受到影响。

其次，原边反馈会增加电路的复杂度和成本。

在一些高频电路设计中，原边反馈可能会引入稳定性问题和振荡。

总的来说，原边反馈原理是电子工程领域中一个重要的概念。

它通过引入反馈回路，可以提高电路的稳定性、线性度和信号质量。

在电路设计中，合理应用原边反馈原理可以使得电子设备更加可靠和高性能。

然而，设计者需要权衡原边反馈的优势和限制，选择适合的反馈类型和参数，以达到最佳的电路性能。

开关电源原边反馈技术
原边反馈(PSR)简介
●在小功率消费类电子应用中，反激式电源是主流，因为反激式电源非常适合小功率段，同时天然提供了隔离的效果。

●隔离后，如果要检测输出的情况，需要用隔离元件，比如光耦等，这样就增加了电源的成本，光耦本身的寿命也会成为电源的瓶颈，基于此，开发出了原边反馈技术。

-原边反馈不从输出直接采样，而是从初级线圈采样，通过初级线圈的情况来计算次级线圈的情况，进一步推算输出的情况。

-部分信息难以从初级线圈直接得到，因此通常还使用一个辅助线圈，辅助线圈和初级线圈共地，和次级隔离
辅助线圈的用途
●增加辅助线圈会增加成本和复杂度，因此，最好能让辅助线圈完成更多的工作，一般辅助线圈都同时做2件事情：
-反映初级线圈和次级线圈的情况，辅助线圈通过电阻分压，将原边和副边的电压情况反映在VSES点，此时辅助线圈和原边/副边构成变压器。

和初级线圈形成一个反激结构，给IC供电，由于反激结构本身无法恒压，因此要加一个限压的二极管。

不使用辅助线圈是否可行
●如果不要求辅助线圈供电，那么是否可以用其他检测方法，比如在初级线圈上检测来做原边反馈?
●理论上是可行的，思路如下：
-在初级线圈上并联一个高阻支路，对初级线圈进行采样，同时提供TOFF期。

原边反馈原边反馈（PSR）的AC/DC控制技术是最近10年间发展起来的新型AC/DC控制技术，与传统的副边反馈的光耦加431的结构相比，其最大的优势在于省去了这两个芯片以及与之配合工作的一组元器件，这样就节省了系统板上的空间，降低了成本并且提高了系统的可靠性。

在手机充电器等成本压力较大的市场，以及LED驱动等对体积要求很高的市场具有广阔的应用前景。

在省去了这些元器件之后，为了实现高精度的恒流/恒压（CC/CV）特性，必然要采用新的技术来监控负载、电源和温度的实时变化以及元器件的同批次容差，这就涉及到初级（原边）调节技术、变压器容差补偿、线缆补偿和EMI优化技术。

初级调节的原理是通过精确采样辅助绕组（NAUX）的电压变化来检测负载变化的信息。

当控制器将MOS管打开时，变压器初级绕组电流ip从0线性上升到ipeak，公式为。

此时能量存储在初级绕组中，当控制器将MOS管关断后，能量通过变压器传递到次级绕组，并经过整流滤波送到输出端VO。

在此期间，输出电压VO 和二极管的正向电压VF 被反射到辅助绕组NAUX，辅助绕组NAUX 上的电压在去磁开始时刻可由公式表示，其中VF是输出整流二极管的正向导通压降，在去磁结束时刻可由公式表示，由此可知，在去磁结束时间点，次级绕组输出电压与辅助绕组具有线性关系，只要采样此点的辅助绕组的电压，并形成由精确参考电压箝位的误差放大器的环路反馈，就可以稳定输出电压VO。

这时的输出电流IO由公式表示，其中VCS 是CS脚上的电压，其他参数意义如图1所示。

这是恒压（CV）模式的工作原理。

图1 原边控制应用框图及主要节点波形图。

当负载电流超过电流极限时，负载电流会被箝位在极限电流值，此时系统就进入恒流（CC）模式，这里对IO的公式需要加一个限定条件即，即去磁时间与开关周期的比例保持一个常数，这样在CC模式下的输出电流公式变成了，其中C1是一个小于0.5的常数，VCSLMT是CS引脚限压极限值。

目前比较流行的低成本、超小占用空间方案设计基本都是采用PSR原边反馈反激式，通过原边反馈稳压省掉电压反馈环路（TL431和光耦）和较低的EMC辐射省掉Y电容，不仅省成本而且省空间，得到很多电源工程师采用。

比较是新技术，目前针对PSR原边反馈开关电源方案设计的相关讯息在行业中欠缺。

下面结合实际来讲讲我对PSR原边反馈开关电源设计的“独特”方法——以实际为基础。

要求条件：全电压输入，输出5V/1A，符合能源之星2之标准，符合IEC60950和EN55022安规及EMC标准。

因充电器为了方便携带，一般都要求小体积，所以针对5W的开关电源充电器一般都采用体积较小的EFD-15和EPC13的变压器，此类变压器按常规计算方式可能会认为CORE太小，做不到，如果现在还有人这样认为，那你就OUT了。

磁芯以确定，下面就分别讲讲采用EFD15和EPC13的变压器设计5V/1A 5W的电源变压器。

1. EFD15变压器设计目前针对小变压器磁芯，特别是小公司基本都无从得知CORE的B/H曲线，因PSR线路对变压器漏感有所要求。

所以从对变压器作最小漏感设计入手：已知输出电流为1A，5W功率较小，所以铜线的电流密度选8A/mm2,次级铜线直径为:SQRT(1/8/3.14)*2=0.4mm。

通过测量或查询BOBBIN资料可以得知，EFD15的BOBBIN的幅宽为9.2mm。

因次级采用三重绝缘线，0.4mm的三重绝缘线实际直径为0.6mm.为了减小漏感把次级线圈设计为1整层，次级杂数为：9.2/0.6mm=15.3Ts,取15Ts.因IC内部一般内置VDS耐压600~650V的MOS，考虑到漏感尖峰，需留50~100V的应力电压余量，所以反射电压需控制在100V以内，得：(Vout+VF)*n<100,即：n<100/（5+1）,n<16.6,取n=16.5,得初级匝数NP=15*16.5=247.5取NP=248，代入上式验证，（Vout+VF）*(NP/NS)<100,即(5+1)*(248/15)=99.2<100,成立。

原边反馈芯片原边反馈芯片（Primary Side Feedback Chip）是一种电子器件，能够在交流-直流（AC-DC）变换器中实现原边（Primary Side）电压的反馈和控制。

它的主要功能是测量和稳定输出电压，以确保电源的稳定性和可靠性。

传统的交流-直流变换器通常通过使用副边（Secondary Side）反馈电压来实现电源的稳定性控制。

然而，副边反馈电压往往受到传输过程中电压损耗和噪声的影响，导致输出电压的不准确和波动。

原边反馈芯片通过在原边侧测量输出电压并将反馈信号传送到控制电路，可以避免这些问题，提高稳定性和效率。

原边反馈芯片具有以下优点：1. 高度可靠性：原边反馈芯片在原边侧直接进行反馈和控制，避免了副边反馈电压传输中的信号损失和干扰，提高了电源的可靠性。

2. 精确稳定的输出电压：原边反馈芯片可以实时测量输出电压并提供精确的反馈信号，确保输出电压稳定在设定值范围内，提供高质量的电源。

3. 快速动态响应：原边反馈芯片具有快速的动态响应特性，可以在负载变化时迅速调整输出电压，实现快速稳定的电源供应。

4. 简化电路设计：原边反馈芯片能够减少所需的元器件数量和电路复杂性，简化了交流-直流变换器的设计和制造过程。

5. 提高效率和能源利用率：原边反馈芯片可以实时监测和调整输出电压，避免不必要的能量损耗，提高电源的效率和能源利用率。

在实际应用中，原边反馈芯片被广泛用于交流-直流变换器、电源适配器、电池充电器等电源领域。

它不仅可以提高产品的稳定性和可靠性，还可以减少电路成本和体积，提高系统的整体性能。

总之，原边反馈芯片是一种能够在交流-直流变换器中实现原边电压反馈和控制的电子器件。

它具有高度可靠性、精确稳定的输出电压、快速动态响应、简化电路设计和提高效率的优点。

在电源领域中得到广泛应用，为各种电子设备提供高质量的电源供应。

电源设计中的原边反馈控制和副边反馈控制方案分析-技术方案一、原边反馈控制、副边反馈控制方案分析PSR(Primary Side Regulator)即原边反馈，用于反激式开关电源中，其利用辅助线圈来提取副边线圈上的输出电压信号。

由于辅助线圈与副边线圈上的电压与匝数比有关，且在副边线圈去磁结束点(即线圈上的电流下降至零时)，电源输出电压等于副边线圈上的电压，采样该反馈电压信号，经控制芯片处理得到理想的PWM控制信号，用于控制原边侧功率管的开关，功率管的开关时间决定了变压器上能量储存的多少，从而也直接影响了副边输出电压的大小。

利用这一系列的反馈关系，终可得到稳定的电压输出。

SSR(Secondary Side Regulator)即副边反馈，副边反馈控制技术是发展较早的反激式开关电源控制技术，其对输出电压的提取过程直接在变压器的副边电压输出端完成，因此需要在副边增加光耦、TL431及相关阻容元件，其中TL431为误差放大器，能够实时监测输出电压，并将监测结果以电流的形式通过光耦反馈至原边，同时保证输入端与输出端的隔离。

二、两者的比较如下为思睿达原边反馈控制(PSR)方案和副边反馈控制(SSR)方案。

C6267原边反馈控制方案C5269S副边反馈控制方案三、原边、副边方案如何选?比如在充电器领域，直接对电池充电的应用，一般会对空载电压精度要求高，可以选择副边电源IC+恒流芯片来做。

通过电池管理芯片，对电池充电的。

因为电池管理芯片会有过压和过流保护，可以直接选用原边方案来进行，这样成本相对于副边的方案来说会降低很多。

有时候也可以和客户讨论客户的设计方案来降低成本，引导客户开案。

如在LED灯领域，每串灯珠的前面没有加上一个限流电阻。

那么，在电源线路设计中，用副边方案的IC+高精度恒流方案来做，价格较高;用原边方案，原边的恒流精度在生产中很难达到客户的要求。

但是在每串灯珠的前面加上一个限流电阻，那么就可以直接用原边方案来进行设计，既可达到客户要求，又可以节约成本。

Primary side regulated flyback AC-DCPSR技术PSR技术技术简介PSR技术简介1、PSR传统的次级端反馈的缺点1.1 传统的次级端反馈的缺点1.1技术的优点1.2 PSR1.2 PSR技术的优点1.3PSR的应用.3 S的应用PSR技术的原理PSR技术的原理2、PSRflyback变换器的原理2.1 flyback2.1如何在原边检测输出电压VoVo和输出电流和输出电流Io2.2 如何在原边检测输出电压Io2.222如何在原边检测输出电压如何在原边检测输出电压V V和输出电流和输出电流I I2.3 PSR实现恒压和恒流的原理实现恒压和恒流的原理2.3 PSR2.4 PSR恒压功能和恒流功能之间如何实现切换恒压功能和恒流功能之间如何实现切换2.4 PSR的关键技术问题3、PSRPSR的关键技术问题1、PSR技术简介1.1 传统的次级端反馈的缺点恒流控制恒压控制采用传统次级端调节反激式转换器采用传统次级端调节反激式转换器此方案可提供精确的电压、电流控制，但缺点是：（1）组件数目较多，电路板空间，成本，可靠性（2）采样电阻Ro增加功耗，效率（3）光耦合器不能工作于高温环境下(Current transfer ratio degradation due to temperature rises)光耦合存在个低频极点（4）光耦合器存在一个低频极点（20-30kHz）this low frequency pole complicates the feedback loop design1.2 PSR技术的优点PSR（Primary-Side-Regulation ）：原边调制在变压器原边检测输出信息消除了次级的采样电路无须使用TL431和光耦合器减少组件数目，降低了整体电路的复杂性更为高效和优化1.3 PSR的应用笔记本手机数码相机等数码产品 笔记本、手机、数码相机等数码产品的锂电子电池的充电器计算机（PC）的辅助电源LED 驱动pkI pkIpk I pk Ipk I pk IpkI pk IVrefon Lt R ×V P O V O P 121212O O O O R R V V P P >=<EV EV on INt V ×2IN 21IN IN V V >V V R R 112IN IN on on V V t t <>1O O P P =EVL R V O V St P 121212O O O O R R V V P P >=<12S S t t >Dt D St t V O V P P O 1212O O R R V V >>12O O P P >IIpktDDt V P O V O P pk DI t ×121212O O O O R R V V P P >>>Dt SM S OPN L t I N V t in DVVP pk DI t×PrefV EV E具有CV和CC功能的PSR（PWM方式实现恒压；PFM方式实现恒流）pk V >refV EV ErefV EV E3、PSR的关键技术问题（1）芯片的低启动电流和较大的UVLO滞回窗口（2）EMI问题（3）轻载时的效率(4) 前沿消隐（5）如何在原边精确检测副边的消磁时间（6）如何在原边精确检测输出电压Vo（7）对输出整流二极管D的温度补偿(8) zero-voltage switching施密特触发器实现滞回窗口）串联，施密特触发器实现滞回窗口打开模拟电源供电和数字电源供电关闭模拟电源供电和数字电源供电副边电流的过零点检测消磁时间辅助绕组振铃电压的过零点DLSiS的非线性在原边精确检测输出电压Vo的漏源电压Vds。