反激式开关电源设计详解(上)课件

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反激式开关电源设计培训教材(第一节)

5、开关管峰值电流Ip
6、初级绕组匝数Np 天通TP4/TP4A的磁芯Bs为5100GS，FSDM0265R有过温保护，因此Bw可选0.6Bs，则Bw=3060GS，如IC无过温保护，则要留一定
的裕量，否则，在过载状态时，变压器易饱和，在饱和状态,
易发生故障损坏开关管,Bw要选低一点,选(0.3-0.5)Bs; 气隙Lg选0.025cm
• 参数计算 1、最大允许的反激电压
Vf=650V-373V-32.5V –100V=144.5V 选反激电压Vf为75V,则Mosfet的漏极最高电压为: 373V+100V+75V=548V<617.5V,是比较安全的。
2、原、副边的匝比n 次级选用3A/100V肖特基整流，则1.25A输出电流时的
输入过流保护主要是靠保险管、保险丝绕线电阻的过电流过功率熔断特性。保险管主要用在高输出功率的电源上，绕线电阻用在低输出功率的电源上。保险管重要的参数有额定电流、熔断时间、分断能力，额定电流大、熔断时间长、分断能力低，容易炸裂管壁，这在安全认证时是不允许的，因此，要尽量选择分断能力高的保险管；保险丝绕线电阻重要的参数主要是过功率熔断时间，一般加在电阻两端的电压与电流的乘积为电阻标称功率的25 倍时，要在60S内熔断
•PWM控制芯片(Fairchildsemi的FSDM0265R)
第二章、变压器设计
单端反激开关电源的变压器实质上是一个耦合电感，它要承担着储能、变压、传递能量等工作。下面对工作于连续模式和断续模式的单端反激变换器的变压器设计进行总结。 • 1、已知的参数根据需求和电路的特点确定，包括：输入电压Vin、输
S012B系列变压器设计步骤
• 已知条件 1、输入电压Vin:90Vac-264Vac 2、输出电压Vout:12V 3、输出电流Iout:1.25A 4、Mosfet耐压Vmos:650V 5、开关频率f：67KHz 6、FSDM0265R最大输出功率：

反激式变压器开关电源课件

反激式变压器开关电源课件
• 反激式变压器开关电源概述 • 反激式变压器开关电源的设计与
优化 • 反激式变压器开关电源的特性与
性能指标
• 反激式变压器开关电源的调试与测试
• 反激式变压器开关电源的常见问题与解决方案
01 反激式变压器开关电源概述
定义与工作原理
定义
反激式变压器开关电源是一种通过控制开关管通断来调节输出电压的电源供应器。
选择低损耗的开关管和二极管，降低能量损耗。
根据实际需求，选择适当的保护电路和辅助电路元器件。
选择合适的电容和电感，以满足电源的稳定性和效率要求。
变压器设计
确定变压器的匝数比和磁芯材料，以实现所需的电压和电流转换
。
考虑变压器的绝缘材料和结构，确保安全可靠。
根据实际需求，优化变压器的体积和重量。
1. 磁芯损耗过大
反激式变压器开关电源中的磁芯在工作过程中会产生损耗，若损耗过大，会导致效率降低。需要优化磁芯材料和结构，降低损耗。
3. 散热不良
电源在工作过程中会产生热量，若散热不良，会导致效率降低。需要加强散热设计，如增大散热面积、优化散热风道等。
保护功能问题
总结词
保护功能问题表现为电源的保护功能失效或误动作。
THANKS 感谢观看
可靠性分析
平均无率
失效率越低，电源的可靠性越高。
04 反激式变压器开关电源的调试与测试
调试步骤与注意事项
调试步骤检查电路连接是否正确，确保所有元件都已正确安装。
接通电源，观察电源是否正常启动。
调试步骤与注意事项
01
调整变压器和开关管的工作参数，确保其在正常范围内。
当输入电压低于正常值时，电源可能无法启动。解决方案是确保输入电压在正常范围内。

超详细的反激式开关电源电路图讲解

反激式开关电源电路图讲解一，先分类开关电源的拓扑结构按照功率大小的分类如下：10W以内常用RCC(自激振荡)拓扑方式10W-100W以内常用反激式拓扑(75W以上电源有PF值要求)100W-300W 正激、双管反激、准谐振300W-500W 准谐振、双管正激、半桥等500W-2000W 双管正激、半桥、全桥2000W以上全桥二，重点在开关电源市场中,400W以下的电源大约占了市场的70-80%,而其中反激式电源又占大部分,几乎常见的消费类产品全是反激式电源。

优点：成本低,外围元件少，低耗能，适用于宽电压范围输入,可多组输出.缺点：输出纹波比较大。

(输出加低内阻滤波电容或加LC噪声滤波器可以改善)今天以最常用的反激开关电源的设计流程及元器件的选择方法为例。

给大家讲解如何读懂反激开关电源电路图!三，画框图一般来说，总的来分按变压器初测部分和次侧部分来说明。

开关电源的电路包括以下几个主要组成部分，如图1图1，反激开关电源框图四，原理图图2是反激式开关电源的原理图，就是在图1框图的基础上，对各个部分进行详细的设计，当然，这些设计都是按照一定步骤进行的。

下面会根据这个原理图进行各个部分的设计说明。

图2 典型反激开关电源原理图五，保险管图3 保险管先认识一下电源的安规元件—保险管如图3。

作用：安全防护。

在电源出现异常时，为了保护核心器件不受到损坏。

技术参数：额定电压 ,额定电流 ,熔断时间。

分类：快断、慢断、常规计算公式：其中：Po：输出功率η效率：(设计的评估值)Vinmin ：最小的输入电压2：为经验值，在实际应用中，保险管的取值范围是理论值的1.5~3倍。

0.98： PF值六，NTC和MOVNTC 热敏电阻的位置如图4。

图4 NTC热敏电阻图4中的RT为NTC，电阻值随温度升高而降低,抑制开机时产生的浪涌电压形成的浪涌电流。

图4中RV为MOV压敏电阻，压敏电阻是一种限压型保护器件,过电压保护、防雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪、保护半导体元器件等七，XY电容??????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 图5 X和Y电容?????? 如图X电容，Y电容。

反激开关电源简介及基本设计方法PPT文档共54页

61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。 ——刘向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好的教师是幸福，不如说好的教师是不幸。 ——海贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦。——杰纳勒尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
反激开关电源简介及基本设计方法
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克

反激式开关电源的设计思路(附带设计图)

反激式开关电源的设计思路开关电源的思路：要实现输出的稳定的电压，先获取输出端的电压，然后反馈给输出端调控输出功率(电压低则增大输出功率，反之则减小)，终达到一个动态平衡，稳定电压是一个不断反馈的结果。

一、整体概括
下图是一个反激式开关电源的原理图。

输入电压范围在AC100V~144V，输出DC12V的电压。

二、瞬变滤波电路解析
市电接入开关电源之后，首先进入瞬变滤波电路(Transient Filtering)，也就是我们常说的EMI电路。

下图描述的是本次举例说明的瞬变滤波电路的电路图。

各个器件说明：
F1-->保险管：当电流过大时，断开保险管，保护电路。

CNR1-->压敏电阻：抑制市电瞬变中的尖峰。

R31、R32-->普通贴片电阻：给这部分滤波放电，使用多个电阻的原因是分散各个电阻承受的功率。

C1-->X电容：对差模干扰起滤波作用。

T2-->共模电感：衰减共模电流。

R2-->热敏电阻：在电路的输入端串联一个负温度系数热敏电阻增加线路的阻抗，这样就可以有效的抑制开机时产生的浪涌电压形成的
浪涌电流。

当电路进入稳态工作时，由于线路中持续工作电流引起的NTC发热，使得电阻器的电阻值变得很小，对线路造成的影响可以完全忽略。

三、整流部分
各个器件说明：
BD1->整流桥
L1、EC1、EC2->π型LC滤波电路，主要起的就是滤波，使输出的电流更平滑。

四、开关电源主体部分
开关电源的主题部分如下图：五、输出端滤波电路
下图是输出端滤波电路：。

反激ACDC开关电源设计解析(上)

（上）彭磊•10W以内常用RCC(自激振荡)拓扑方式•10W-100W以内常用反激式拓扑（75W以上电源有PF值要求）•100W-300W 正激、双管反激、准谐振•300W-500W 准谐振、双管正激、半桥等•500W-2000W 双管正激、半桥、全桥•2000W以上全桥•在开关电源市场中,400W以下的电源大约占了市场的70-80%,而其中反激式电源又占大部分,几乎常见的消费类产品全是反激式电源。

优点：成本低,外围元件少，低耗能，适用于宽电压范围输入,可多组输出.缺点：输出纹波比较大。

(输出加低内阻滤波电容或加LC噪声滤波器可以改善)•今天以自行车充电器为例，详细讲解反激开关电源的设计流程及元器件的选择方法。

EMI整流滤波变压器次级整流滤波开关器件PWM 控制IC隔离器件采样反馈输出高压区域低压区域—保险管•作用：安全防护。

在电源出现异常时，为了保护核心器件不受到损坏。

•技术参数：额定电压V、额定电流I、熔断时间I^2RT。

•分类：快断、慢断、常规•0.6为不带功率因数校正的功率因数估值•Po输出功率•η 效率（设计的评估值）•Vinmin 最小的输入电压•2为经验值，在实际应用中，保险管的取值范围是理论值的1.5~3倍。

•0.98 PF值相关知识•大部分用电设备中，其工作电压直接取自交流电网。

所以电网中会有许多家用电器、工业电子设备等等非线性负载，这些用电器在使用过程中会使电网产生谐波电压和电流。

没有采取功率因数校正技术的AC-DC整流电路，输入电流波形呈尖脉冲状。

交流网侧功率因数只有0.5~0.7，电流的总谐波畸变（THD）很大，可超过100%。

采用功率因数校正技术，功率因数值为0.999时，THD约为3%。

为了防止电网的谐波污染，或限制电子设备向电网发射谐波电流，国际上已经制定了许多电磁兼容标准，有IEEE519、IEC1000-3-2等。

•功率因数的校正(PFC)主要有两种方法：无源功率因数校正和有源功率因数校正。

反激式开关电源设计详解(上)教材

NTC的选择依据
Rt Rne
1 1 [ B ( )] T1 Tn
公式中： 1. Rt 是热敏电阻在T1温度下的阻值； 2. Rn是热敏电阻在常温Tn下的标称阻值； 3. B是材质参数(常用范围2000K~6000K)； 4. exp是以自然数 e 为底的指数（ e =2.71828 ）； 5. T1和Tn为绝对温度K（即开尔文温度），K度 =273.15(绝对温度)+摄氏度；
安规电容之--X电容
• X电容多选用耐纹波电流比较大的聚脂薄膜类电容。这种类型的电容,体积较大,但其允许瞬间充放电的电流也很大, 而其内阻相应较小。 • X电容容值选取是μF级，此时必须在X电容的两端并联一个安全电阻,用于防止电源线拔掉时,由于该电容被充电荷没泄放而致电源线插头长时间带电。安全标准规定,当正在工作之中的机器电源线被拔掉时,在两秒钟内,电源线插头两端带电的电压(或对地电位)必须小于原来额定工作电压的30%。 • 作为安全电容之一的X电容,也要求必须取得安全检测机构的认证。X电容一般都标有安全认证标志和耐压AC250V 或AC275V字样,但其真正的直流耐压高达2000V以上,使用的时候不要随意使用标称耐压AC250V或者DC400V之类的普通电容来代用。
aVrms bc
2，V1mA 488.042 V
a 为电路电压波动系数，一般取值1.2； Vrms 为交流输入电压有效值； b 为压敏电阻误差，一般取值0.85； C 为元件的老化系数，一般取值0.9； √2 为交流状态下要考虑峰峰值； V1mA 为压敏电阻电压实际取值近似值；通流容量，即最大脉冲电流的峰值是环境温度为25℃情况下，对于规定的冲击电流波形和规定的冲击电流次数而言，压敏电压的变化不超过± 10％时的最大脉冲电流值。

反激式开关电源设计详解上共44页共46页

谢谢！Βιβλιοθήκη 反激式开关电源设计详解上共44页
11、不为五斗米折腰。 12、芳菊开林耀，青松冠岩列。怀此贞秀姿，卓为霜下杰。
13、归去来兮，田蜀将芜胡不归。 14、酒能祛百虑，菊为制颓龄。 15、春蚕收长丝，秋熟靡王税。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。 ——刘向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好的教师是幸福，不如说好的教师是不幸。 ——海贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦。——杰纳勒尔·乔治·S·巴顿

反激式开关电源设计详解上ppt课件

• 压敏电阻的响应时间为ns级，比空气放电管快，比TVS 管（瞬间抑制二极管）稍慢一些，一般情况下用于电子电路的过电压保护，其响应速度可以满足电路要求。
选取压敏电阻的方法
• 压敏电阻虽然能吸收很大的浪涌电能量，但不能承受毫安级以上的持续电流，在用作过压保护时必须考虑到这一点。压敏电阻的选用，一般选择标称压敏电压V1mA和通流容量两个参数。
– 有源功率因数校正是使用所谓的有源电流控制功率因数的校正方法，可以迫使输入电流跟随供电的正弦电压变化。这种功率因数校正有体积小、重量轻、功率因数可接近1等优点。
NTC电阻的作用
• NTC（负温度系数）电阻，是以氧化锰等为主要原料制造的精细半导体电子陶瓷元件。电阻值随温度升高而降低且呈现非线性变化。利用这一特性，在电路的输入端串联一个负温度系数热敏电阻增加线路的阻抗，这样可以有效的抑制电路开机时产生的浪涌电压形成的浪涌电流。当电路进入稳态工作时，由于线路中的持续工作电流引起 NTC发热，使得电阻器的电阻值变得很小，对线路的影响可以完全忽略。
要用于限制MOS关断时高频变压器漏感的能量引起的尖峰电压和次级线圈反射电压的叠加，叠加的电压产生在MOS管由饱和转向关断的过程中，漏感中的能量通过D向C充电，C上的电压可能冲到反电动势与漏感电压的叠加值，即：Vrest+ Δ Vpp。
C的作用则是将该部分的能量吸收掉，其容量由下式决定： C=（Le×Isc2）/（ Vrest+ Δ Vpp ）2- Vrest2
定的冲击电流波形和规定的冲击电流次数而言，压敏电压的变化不超过± 10％时的最大脉冲电流值。
选取压敏电阻的方法
• 结合前面所述，来看一下本电路中压敏电阻的型号所对应的相关参数。
EMI电路

第8课_反激式电源原理设计

2012-5-7
反激拓扑输入电路设计2
流经开关元件的有效电流值： Irms=Ids×√（Ton/T）这里的，Ton为开关导通时间，T为整个周期。提供给输出负载的电流： Irh=√（Irms2-Idc2）共模电感的设计在前面章节已有说明，这里不在论述。放电电阻的设计： R=t/2.21×C 这里的，t：交流的电源的频率，在50Hz时为2ms； C：与电阻并联的电容的值，取国际单位。
2012-5-7
开关的反馈调整电路原理
反馈电路一般由光电耦合器组成，完成的主要作用是隔离和控制输出回路，使之更稳定和可靠。本电路采用电压环进行闭环调节实现输出电压的稳定，选用PC817作为输出采样、反馈信号、输出驱动，一方面起隔离作用，另一方面光耦的发光二极管是电流驱动器件，可以形成电流环路的传输形式，同时是低阻抗的，对噪声不敏感。可以提高可抗干扰能力，同时对电磁干扰也有抑制作用。
2012-5-7
输入保护器件
浪涌电流：浪涌电流主要由纹波电容充电引起的，在开关管开始导通的瞬间，电容对交流呈现很低的阻抗，就是电容的ESR值，如不采取一些措施，浪涌电流可能到几百安培。通常采用负温度系数（NTC）的热敏电阻以增加阻抗，把浪涌电流减小到安全值。它主要特性是温度上升，阻抗下降。输入瞬间电压保护：
2）电容的纹波电流对电源的寿命有很大影响，流经直流输入回路的平均电流Idc由下公式决定： Idc=Ids×Dmax；这里的，Ids：输入Np（MOS管）电流； Dmax：最大占空比。 3）这里也给出与上面公式不一样求C值的公式：按经验值：C=（400~600）×Idc（单位：uF） 4）流经C的纹波电压Vcr： Vcr=（Idc×t）/C 这里的，t：为整流器的非导通时间，一般由二极管资料得到；

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– 有源功率因数校正是使用所谓的有源电流控制功率因数的校正方法，可以迫使输入电流跟随供电的正弦电压变化。这种功率因数校正有体积小、重量轻、功率因数可接近1等优点。
NTC电阻的作用
• NTC（负温度系数）电阻，是以氧化锰等为主要原料制造的精细半导体电子陶瓷元件。电阻值随温度升高而降低且呈现非线性变化。利用这一特性，在电路的输入端串联一个负温度系数热敏电阻增加线路的阻抗，这样可以有效的抑制电路开机时产生的浪涌电压形成的浪涌电流。当电路进入稳态工作时，由于线路中的持续工作电流引起 NTC发热，使得电阻器的电阻值变得很小，对线路的影响可以完全忽略。
安规电容之--X电容
• X电容多选用耐纹波电流比较大的聚脂薄膜类电容。这种类型的电容,体积较大,但其允许瞬间充放电的电流也很大, 而其内阻相应较小。 • X电容容值选取是μF级，此时必须在X电容的两端并联一个安全电阻,用于防止电源线拔掉时,由于该电容被充电荷没泄放而致电源线插头长时间带电。安全标准规定,当正在工作之中的机器电源线被拔掉时,在两秒钟内,电源线插头两端带电的电压(或对地电位)必须小于原来额定工作电压的30%。 • 作为安全电容之一的X电容,也要求必须取得安全检测机构的认证。X电容一般都标有安全认证标志和耐压AC250V 或AC275V字样,但其真正的直流耐压高达2000V以上,使用的时候不要随意使用标称耐压AC250V或者DC400V之类的普通电容来代用。
选取压敏电阻的方法
• 结合前面所述，来看一下本电路中压敏电阻的型号所对应的相关参数。
EMI电路
•X电容，共模电感（也叫共模扼流圈），Y 电容
– 根据IEC 60384-14,安规电容器分为X电容及Y 电容:
• 1. X电容是指跨与L-N之间的电容器, • 2. Y电容是指跨与L-G/N-G之间的电容器.
压敏电阻的作用
• 压敏电阻是一种限压型保护器件。利用压敏电阻的非线性特性，当过电压出现在压敏电阻的两极间时，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护。 • 主要作用：过电压保护、防雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪、保护半导体元器件等。 • 主要参数有：压敏电压、通流容量、结电容、响应时间等。 • 压敏电阻的响应时间为ns级，比空气放电管快，比TVS 管（瞬间抑制二极管）稍慢一些，一般情况下用于电子电路的过电压保护，其响应速度可以满足电路要求。
保险管的参数计算方法
P0 F1 2 V 0 . 6 in min
• • • • •
P0 F1 2 V 0 . 98 in min
0.6为不带功率因数校正的功率因数估值 Po输出功率 η 效率（设计的评估值） Vinmin 最小的输入电压 2为经验值，在实际应用中，保险管的取值范围是理论值的1.5~3倍。 • 0.98 功率因数值（PF）
aVrms bc
2，V1mA 488.042 V
a 为电路电压波动系数，一般取值1.2； Vrms 为交流输入电压有效值； b 为压敏电阻误差，一般取值0.85； C 为元件的老化系数，一般取值0.9； √2 为交流状态下要考虑峰峰值； V1mA 为压敏电阻电压实际取值近似值；通流容量，即最大脉冲电流的峰值是环境温度为25℃情况下，对于规定的冲击电流波形和规定的冲击电流次数而言，压敏电压的变化不超过± 10％时的最大脉冲电流值。
相关知识
关于功率因数
• 大部分用电设备，其工作电压直接取自交流电网。所以电网中会有许多家用电器、工业电子设备等非线性负载，这些用电器在使用过程中会使电网产生谐波电压和电流。没有采取功率因数校正技术的AC-DC整流电路，输入电流波形呈尖脉冲状。交流网侧功率因数只有0.5~0.7，电流的总谐波畸变（THD）很大，可超过100%。采用功率因数校正技术后，功率因数值为0.999时，THD约为3%。为了防止电网的谐波污染，或限制电子设备向电网发射谐波电流，国际上已经制定了许多电磁兼容标准，如IEEE519、IEC1000-3-2等。
（下）
电子科技大学杨忠孝
开关电源的拓扑结构分类
• 10W以内常用RCC(自激振荡)拓扑方式 • 10W-100W以内常用反激式拓扑（75W以上电源有PF值要求） • 100W-300W 正激、双管反激、准谐振 • 300W-500W 准谐振、双管正激、半桥等 • 500W-2000W 双管正激、半桥、全桥 • 2000W以上全桥
相关知识
关于功率因数
• 功率因数的校正(PFC)主要有两种方法：无源功率因数校正和有源功率因数校正。
– 无源功率因数校正利用线性电感器和电容器组成滤波器来提高功率因数、降低谐波分量。这种方法简单、经济，在小功率中可以取得好的效果。但是，在较大功率的供电电源中，大量的能量必须被这种滤波器储存和管理，因此需要大电感器和电容器，这样体积和重量就比较大也不太经济，而且功率因数的提高和谐波的抑制也不能达到理想的效果。
反激开关电源特点
• 在开关电源市场中,400W以下的电源大约占了市场的70-80%,而其中反激式电源又占大部分,几乎常见的消费类产品全是反激式电源。优点：成本低,外围元件少，低耗能，适用于宽电压范围输入,可多组输出. 缺点：输出纹波比较大。(输出加低内阻滤波电容或加LC噪声滤波器可以改善) • 今天以自行车充电器为例，详细讲解反激开关电源的设计流程及元器件的选择方法。
隔离开关电源框架结构图
EMI
整流滤波
变压器
次级整流滤波
输出
开关器件
采样反馈
PWM 控制IC
隔离器件
高压区域
低压区域
电源电路原理图
初级侧部分
第一个安规元件—保险管
• 作用：安全防护。在电源出现异常时，保护核心器件不受到损坏。 • 技术参数：额定电压V、额定电流I、熔断时间I^2RT。 • 分类：快断、慢断、常规
选取压敏电阻的方法
• 压敏电阻虽然能吸收很大的浪涌电能量，但不能承受毫安级以上的持续电流，在用作过压保护时必须考虑到这一点。压敏电阻的选用，一般选择标称压敏电压V1mA和通流容量两个参数。
a 1.2，Vrms 220 V，b 0.85 ，c 0.9， V1mA
• • • • • • •
NTC的选择依据
Rt Rne
1 1 [ B ( )] T1 Tn
公式中： 1. Rt 是热敏电阻在T1温度下的阻值； 2. Rn是热敏电阻在常温Tn下的标称阻值； 3. B是材质参数(常用范围2000K~6000K)； 4. exp是以自然数 e 为底的指数（ e =2.71828 ）； 5. T1和Tn为绝对温度K（即开尔文温度），K度 =273.15(绝对温度)+摄氏度；