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反激电源及变压器设计宝典对于探讨反激电源以及变压器这个话题，我犹豫了很久。
因为关于反激的话题大家讨论了很多很多，这个话题已经被讨论的非常透彻了。
关于反激电源的参数设计也有多篇文章总结。
还有热心的网友，根据计算过程，自己编写了软件或电子表格把计算做的傻瓜化。
但我也注意到，几乎每天都会出现关于反激设计过程出现问题而求助的帖子，所以，思量再三，我决定还是再一次提出这个话题！我不知道我是否能写出一些有新意的东西，但我会尽力去写好。
不期望能入高手的法眼，但愿能给入门者一些帮助。
纵观电源市场，没有哪一个拓扑能像反激电路那么普及，可见反激电源在电源设计中具有不可替代的地位。
说句不算夸张的话，把反激电源设计彻底搞透了，哪怕其他的拓扑一点不懂，在职场上找个月薪10K的工作也不是什么难事。
提纲1、反激电路是由buck-boost拓扑演变而来，先分析一下buck-boost电路的工作过程。
工作时序说明：t0时刻，Q1开通，那么D1承受反向电压截止，电感电流在输入电压作用下线性上升。
t1时刻，Q1关断，由于电感电流不能突变，所以，电感电流通过D1，向C1充电。
并在C1两端电压作用下，电流下降。
t2时刻，Q1开通，开始一个新的周期。
从上面的波形图中，我们可以看到，在整个工作周期中，电感L1的电流都没有到零。
所以，这个工作模式是电流连续的CCM模式，又叫做能量不完全转移模式。
因为电感中的储能没有完全释放。
从工作过程我们也可以知道，这个拓扑能量传递的方式是，在MOS管开通时，向电感中储存能量，MOS管关断时，电感向输出电容释放能量。
MOS管不直接向负载传递能量。
整个能量传递过程是先储存再释放的过程。
整个电路的输出能力，取决于电感的储存能力。
我们还要注意到，根据电流流动的方向，可以判断出，在输入输出共地的情况下，输出的电压是负电压。
MOS管开通时，电感L1承受的是输入电压，MOS关断时，电感L1承受的是输出电压。
那么，在稳态时，电路要保证电感不进入饱和，必定要保证电感承受的正向和反向的伏秒积的平衡。
反激式开关电源变压器的设计宝典反激式开关电源变压器的设计反激式变压器是反激开关电源的核心，它决定了反激变换器一系列的重要参数，如占空比D，最大峰值电流，设计反激式变压器，就是要让反激式开关电源工作在一个合理的工作点上。
这样可以让其的发热尽量小，对器件的磨损也尽量小。
同样的芯片，同样的磁芯，若是变压器设计不合理，则整个开关电源的性能会有很大下降，如损耗会加大，最大输出功率也会有下降，下面我系统的说一下我设计变压器的方法。
设计变压器，就是要先选定一个工作点，在这个工作点上算，这个是最苛刻的一个点，这个点就是最低的交流输入电压，对应于最大的输出功率。
下面我就来算了一个输入85V到265V，输出5V，2A 的电源，开关频率是100KHZ。
第一步，选定原边感应电压V OR这个值是由自己来设定的，这个值就决定了电源的占空比。
可能朋友们不理解什么是原边感应电压，为了便于理解，我们从下面图一所示的例子谈起，慢慢的来。
图一这是一个典型的单端反激式开关电源，大家再熟悉不过了，下面分析一下一个工作周期的工作情况，当开关管开通的时候，原边相当于一个电感，电感两端加上电压，其电流值不会突变，而线性的上升，有公式上升了的电流：I升=V S*Ton/L这三项分别是原边输入电压、开关开通时间和原边电感量．在开关管关断的时候，原边电感放电，电感电流又会下降，同样要尊守上面的公式定律，此时有下降了的电流：Ｉ降=V OR*T OFF/L这三项分别是原边感应电压（即放电电压）、开关管关断时间和电感量．在经过一个周期后，原边电感电流会回到原来的值，不可能会变，所以，有：V S*T ON/L=V OR*T OFF/L即上升了的等于下降了的，懂吗？好懂吧!上式中可以用Ｄ来代替T ON，用(１－Ｄ)来代替T OFF。
移项可得：D= V OR /（V OR +V S）此即是最大占空比了。
比如说我设计的这个变压器，我选定感应电压为80V，V S为90V ，则D=80/（80+90）=0.47第二步,确定原边电流波形的参数原边电流波形有三个参数,平均电流,有效值电流,峰值电流.,首先要知道原边电流的波形,原边电流的波形如下图所示。
一个6.5W 隔离双路输出的反激变换器设计
开关电源的设计是一份非常耗时费力的苦差事，需要不断地修正多个设计变量，直到性能达到设计目标为止。
本文step-by-step 介绍反激变换器的设计步骤，并以一个6.5W 隔离双路输出的反激变换器设计为例，主控芯片采用NCP1015。
1.Step1：初始化系统参数------输入电压范围：Vinmin_AC 及Vinmax_AC ------电网频率：fline（国内为50Hz）------输出功率：（等于各路输出功率之和）------初步估计变换器效率：η（低压输出时，η取0.7～0.75，高压输出时，η取0.8～0.85）根据预估效率，估算输入功率：
3. Step3：确定最大占空比Dmax 反激变换器有两种运行模式：电感电流连续模式（CCM）和电感电流断续模式（DCM）。
两种模式各有优缺点，相对而言，DCM 模式具有更好的开关特性，次级整流二极管零电流关断，因此不存在CCM 模式的二极管反向恢复的问题。
此外，同功率等级下，由于DCM模式的变压器比CCM 模式存储的能量少，故DCM 模式的变压器尺寸更小。
但是，相比较CCM 模式而言，DCM 模式使得初级电流的RMS 增大，这将会增大MOS 管的导通损耗，同时会增加次级输出电容的电流应。
高效紧凑反激式变换器电信电源的设计高效紧凑反激式变换器电信电源的设计类别：电子综合众所周知，电信电源被要求工作于一个很宽的输人电压范围（36V 至77V）,而在48V输人时是最具有优异的电路性能。
但要求这种电路设计，应该紧凑、高效，而且具有低截面，以便能容纳在紧密的卡槽之间。
本文将讨论一个用于电信应用的5W反缴式变换器开关电源，该变换器是基于通用离线式电源控制器--MAX5021芯片（IC1）来实现。
当今的电信系统包含众多的线卡，它们并行连接到高功率背板上，每一个都具有自己的输人滤波电容和低电压功率变换器。
由于大量输人滤波电容的并联使每一个的值，限制在仅几个微法，从而使电源设计相当困难。
那如何解决呢？目前，MAX5021控制芯片是一种高频率、电流模式PWM控制器，很适合用于宽输人范围的隔离式电信电源。
它可用来设计小型、高效的功率变换电路。
其MAX502芯片特点是：具有固定的262kHz开关频率能使开关损耗控制在适当范围内，同时又适度地减小了功率元件的尺寸；芯片内部含有大回差的欠压锁定电路, 具有极低的启动电流，这种低损耗设计非常适合于具有宽输入电压范围和低输出功率的电源；逐周期电流限制（利用内部的高速比较器实现）降低了对于MOSFE和变压器的超额设计要求；以及还包括最大占空比限制和高峰值输出和吸收电流驱动能力等特性。
图1 所示, 为用通用离线式电源控制器- MAX520芯片进行输人电压范围在36V至72V的5W反激式变换器开关电源设计原理图。
下面就该离线式开关电源几个主要组成部的设计思想进行讨论。
功率级设计电源设计的第一步是决定变换拓扑。
选择拓扑的条件应包括输入电压范围，输出电压，初级和次级电路中的峰值电流，效率，外形参数和成本。
对于一个具有1: 2输入电压范围、5W俞出的小外形参数电源，反激拓扑是最佳的选择。
这是为什么呢？因这种拓扑所需元件数最少，有利于降低成本和外形参数。
反激变压器可设计为连续或非连续工作模式。
开关电源原理解析一、系统原理与理论分析计算本文以UC3842为核心控制部件，设计一款DC36V~60V输入，DC6.5V/4A 输出的单端反激式开关稳压电源。
开关电源控制电路是一个电压、电流双闭环控制系统。
变换器的幅频特性由双极点变成单极点，因此，增益带宽乘积得到了提高，稳定幅度大，具有良好的频率响应特性。
其电路原理图如图1所示。
图1电路原理图1、简要介绍其工作原理：本电路有三部分组成：主电路，控制电路和保护电路。
其中主电路采用的是单端反激式电路，它是升降压变换器的推演并加隔离变压器而得。
此电路的优点是：电路简单，能高效提供直流输出，且它是所有电路拓扑中输入电压范围最宽的。
这对于输入环境恶劣发热负载时比较好的。
它的缺点是：输出纹波较大，但这可以通过在输出端增加一级LC滤波器来减小纹波。
这种电路通常适合应用在输出功率在250W以下，电压和负载的调整率在5%~8%左右的电路中。
反激式电路也有电流连续和电流断续两种工作模式，但值得注意的是反激式电路工作于电流连续模式下会显著降低磁芯的利用率，所以本文设计电路工作在电流断续模式下。
控制电路是开关电源的核心部分，控制的好坏直接影响电路的整体性能，在这个电路中采用的是以UC3842为核心的峰值电流型双闭环控制模式。
即在输出电压闭环的控制系统中增加直接或间接的电流反馈控制。
电流模式控制可以使系统的稳定性增强，稳定域扩大，改善系统的动态性能，消除了输出电压中由输入电压引入的低频纹波。
保护电路是开关电源中必不可少的补充，在这个电路中引入了输入过流保护、输出过流保护、输出过压保护、过热保护等。
其中输入过流保护是通过在原边引入取样电阻R14，接到UC3842的3脚，当R14上的电压超过1V，会关断PWM的输出从而起到保护作用，输出过压保护是通过输出电压分压后送到误差放大器的反相端，和电压基准比较从而来控制R9的电压，来控制UC3842的输出占空比，达到输出电压稳压的作用。
北京工业大学毕业设计（论文）摘要针对晶体管串联提供稳压电源的具有体积很大而且笨重的工频变压器，体积和重量都很大的滤波器，占用较大空间，质量较大，效率较低不适用现在电子技术的发展的的缺点，提出了发展新型电源的意见。
为了能够适用电力电子越小型化、轻型化的要求，开关电源随之出现。
开关电源采用功率半导体作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空来调整输出电压，因为开关电源是直接对电网电压进行整流、滤波、调整，不需要电源变压器，工作频率高，滤波电容小、电感小，所以体积相对较小，而且开关电源的功耗较低，对电网的适用能力强，所以开关电源的应用逐渐取代了传统的电源。
开关电源的发展促使了电力电子器件朝着轻薄化的发展，开关电源有多种拓扑结构，选择合适的拓扑结构，合适的器件，是设计开关电源的重中之重。
反激式开关电源因其结构和成本方面的优势在小功率电源领域有着不可替代的作用，是小功率供电电源的首选。
关键字：开关电源；拓扑结构；变压器; 稳压管IABSTRACTSeries to provide power supply for the transistor with large and bulky size-frequency transformers, size and weight are great filters, occupy a larger space, the quality of larger, less efficient not apply to the development of electronic technology is now the paper proposed the development of new power views.In order to apply more power electronics miniaturization and light requirements, switching power supply soon.Switching power supply using power semiconductor devices as switches, through periodic on-off switch, control switch to adjust the air component of the total output voltage, because switching power supply is directly rectified mains voltage, filter, adjustment, no power transformer, high frequency, filter capacitance, inductance is small, so relatively small size, low power consumption and switching power supply on the application of strong power, so switch power gradually replaced the traditional power.Switching power supply prompted the development of power electronic devices toward the light of the development of a variety of switching power supply topology, select the appropriate topology, the appropriate device, is the top priority of switching power supply design. Fly back type switch power supply plays a role that cannot be replaced because of its structure and low cost, it can be the best choice for low power source.Keywords：switch power supply;Topology Structure;Transformer; stabilivolt目录摘要 (I)ABSTRACT ........................................................... I I 第一章绪论.................................................... - 4 -1.1 课题的背景以及选题意义................................. - 4 -1.2 本课题的主要研究内容................................... - 5 - 第二章主电路的选择以及原理.................................... - 6 -2.1 开关电源的几种基本的拓扑结构........................... - 6 -2.1.1 Buck电路......................................... - 6 -2.1.2 Boost电路........................................ - 7 -2.1.3 Buck-boost电路................................... - 8 -2.2 主电路拓扑结构的选择................................... - 9 -2.2.1 电路拓扑结构选择要注意的问题..................... - 9 -2.2.2 基本拓扑结构的对比............................... - 9 -2.2.3 主电路拓扑结构的选择............................ - 10 -2.3 单端反激电路.......................................... - 11 -2.3.1 单端反激电路的基本原理.......................... - 11 -2.3.2 单端反激电路的工作波形图........................ - 12 -2.4 本章小结.............................................. - 12 - 第三章控制电路的选择及原理................................... - 13 -3.1 控制电路.............................................. - 13 -3.1.1 电压型集成控制电路.............................. - 13 -3.1.1 电流型集成控制电路.............................. - 14 -3.2 UC3843的原理及参数 ................................... - 15 -3.3 UC3843工作描述 ....................................... - 17 -3.4 本章小结.............................................. - 19 - 第四章 DC-DC开关电源整体设计................................. - 20 -4.1 DC-DC开关电源的框图设计 .............................. - 20 -4.2 DC-DC开关电源中主要元器件 ............................ - 21 -4.2.1 功率开关晶体管.................................. - 21 -4.2.2 光电耦合器...................................... - 23 -4.2.3 TL431 ........................................... - 25 -4.2.4 变压器.......................................... - 25 -4.3 本章小结.............................................. - 26 - 第五章 Protel电路仿真....................................... - 27 -5.1 Protel软件 ........................................... - 27 -5.2 电路原理图............................................ - 27 -5.3 PCB版图 .............................................. - 28 -5.4 本章小结.............................................. - 28 - 第六章电路板的调节........................................... - 29 -6.1 工作状态波形图........................................ - 29 -6.2 本章小结.............................................. - 32 - 第七章电路板的焊接........................................... - 33 -6.1 电路板焊接方法........................................ - 33 -6.2 电路板焊接注意事项................................... - 33 -6.3 本章小节............................................. - 34 - 第八章总结................................................... - 35 -参考文献....................................................... - 36 - 致谢........................................................... - 37 - 附录电路图.................................................... - 38 -第一章绪论1.1 课题的背景以及选题意义开关电源的前身是线性稳压电源。
低压反激方案引言随着电子设备的日益普及和便携性的要求，对于低压电源的需求也越来越大。
尤其是对于一些移动设备和嵌入式系统，低压反激方案是必不可少的。
本文将介绍一种常用的低压反激方案，以满足这些应用的需求。
什么是低压反激方案？低压反激方案是一种将高压直流（DC）电源转换为低压交流（AC）电源的电路方案。
它通常由一个输入滤波电路和一个开关变换电路组成。
通过开关变换电路的控制，可以实现将高压直流电源转换为低压电源的功能。
低压反激方案的原理低压反激方案的原理基于开关变换电路，常用的有Flyback变换器、Forward变换器和Half-Bridge变换器等。
本文将以Flyback变换器为例进行介绍。
Flyback变换器通过一个变压器来实现直流电源的转换。
变压器的初级线圈通过一个MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）开关控制。
当MOSFET导通时，电流流过变压器的初级线圈，存储能量。
当MOSFET断开时，变压器的磁场崩溃，产生一个反向的电压，通过变压器的次级线圈输出给负载。
Flyback变换器的输出电压可以控制，通过控制电流的流动时间和变压器的变比，来实现所需的输出电压。
通常，使用反馈回路来监测输出电压，并通过控制开关的占空比来调节输出电压。
低压反激方案的应用场景低压反激方案在许多应用场景中得到广泛应用，其中包括：1.移动设备：如智能手机、平板电脑等，这些设备通常需要低电压电源以满足其便携性要求。
2.嵌入式系统：例如嵌入式计算机、工业控制系统等，这些系统通常需要低电压电源以满足其功耗和性能要求。
3.LED照明：低压反激方案可以将高压电源转换为适合LED 照明的低压电源，以实现高效能的照明效果。
低压反激方案的优势低压反激方案相比其他电源转换方案具有以下优势：1.高效能：低压反激方案采用开关变换电路进行能量转换，比传统的线性稳压器更高效能。
2.可调性：通过反馈回路，可以实现对输出电压的精确控制和调节。
3.可靠性：低压反激方案采用了变压器隔离，可以提供更好的电气隔离和抗干扰能力。
