低EMI、高效的零电压开关反激式开关电源设计

零电压反激式开关电源芯片IRIS4015原理及设计要点摘要：本文介绍了准谐式反激式开关电源IRIS4015的工作原理，并介绍了应用IRIS4015进行电源设计的电路和在设计中应特别注意的几个方面。

叙词：谐振Abstract： The principle of quasi-resonance fly-back SMPS IRIS4015 was in troduced in this paper, and the application circuit of the IRIS4015 in th e design of the SMPS and the design note were also introduced. Keywords：Quasi-Resonance 1. 引言目前单片开关稳压电源有多种多样，如TOP-switch、Tiny-switch、Cool-set等，这些单片开关稳压电源均工作在硬开关状态，开关损耗和EMI较大。

为克服硬开关的缺点可用软开关工作方式。

在反激式开关电源中以无损耗缓冲电路和准谐振工作方式最为简单，而且准谐振工作方式可以实现零电压的开通和关断，在各种准谐振的解决方案中IRIS4015是一种很好的方案。

2. IS4015工作原理分析IRIS4015是单片准谐振式反激式开关电源中MOSFET和控制IC的集成，如图1,有五个功能引脚:源极(S)、漏极(D)、控制IC的接地端(GND)、电源(Vcc)、过电流和电压反馈输入端（OCP/FB）。

IRIS4015可以工作在准谐振模式下，该模式下频率可变，在轻载和高电源电压下达最大。

IR IS4015具有各种保护电路如：温度补偿的逐个脉冲过电流保护（OCP）、过电压锁定保护（OVP）、热关闭电路（TSD）；启动电流最大不超过100uA，有源低通滤波器可使轻载时稳定度提高；内置温度补偿基准电压；具有可调门驱动；并且可以通过外部元件调整开关速度用于EMI控制。

毕业设计说明书反激式开关电源的设计专业 电气工程及其自动化学生姓名 伊利优酸乳班级 XXXXXX学号 XXXXXX 指导教师 XXXXXX完成日期 2XXXXXXXXX反激式开关电源的设计摘要：各种电子设备中，有一个不可或缺的组成部分，那就是电源。

反激式开关电源的设计阐述了反激式开关电源的工作原理；通过方案的对比，选择出了用电流控制型PWM技术；最后详细介绍了利用TOPSwitch 器件设计开关电源的设计过程。

TOPSwitch器件是近代出现的芯片，它有很多功能，如对过流，过热进行保护，能自动重启等。

对TOPSwitch-GX 的工作原理进行了理解，对内部结构进行了分析，对以TOP244Y为控制核心的反激式开关电源进行了设计。

设计出的采用此芯片的反激式开关电源的外围电路很简单，所用元器件少，性能指标高，价格低，有较高的集成度，很有实用价值。

该芯片的开关频率为132kHZ。

设计电路的开关电源输出功率为25W时，可以实现12V/1.2A,5V/2A和30V/20mA三路直流电压输出。

另外，还设计了外围电路，并对此进行了分析。

高频变压器的设计是重点，对磁心，线圈匝数进行了选择。

用此开关电源不但可以使外围电路器件大大减少，成本降低，还能使可靠性大大提高，正常工作时，可以提供多路输出，能在家电、IT等领域被广泛应用。

关键词：开关电源；反激式变换器；TOPSwitch-GX；高频变压器The Design of Single-end Flyback Switching Power SupplyAbstract： There is an integral part of a variety of electronic devices, and that is power. Flyback switching power supply design elaborated flyback switching power supply works; contrast through the program, select a current-controlled PWM technology used; finally describes the use of TOPSwitch device design of switching power supply design process. TOPSwitch device is the modern appearance of the chip, it has many features, such as over current, over temperature protection, can automatically restart and so on. The working principle of TOPSwitch-GX are understood, the internal structure is analyzed, based on TOP244Y has been designed for the flyback switching power supply control center. The use of this chip design flyback switching power supply external circuit is very simple, the use of fewer components, high performance, low price, have a higher degree of integration, very practical value. Theswitching frequency of the chip 132kHZ. Design of circuit switching power supply output power of 25W, you can achieve 12V/1.2A, 5V/2A and 30V/20mA three-way DC voltage output. In addition, the design of the peripheral circuits, and this analyzed. High-frequency transformer design is the key, right core, coil turns is a selection. With this switching power supply can not only greatly reduce the peripheral circuit components, cost reduction, but also to greatly improve the reliability, normal working hours, you can provide multiple outputs in home appliances, IT and other fields are widely used.Key words: Switching power supply;Fly-back converter;TOPSwitch-GX;High frequency transformer目录1 概述 (1)1.1 课题来源及基本技术要求 (1)1.2 设计内容及设计思路 (1)1.3 预期成果及其意义 (2)2 反激式开关电源方案比较与选择 (2)2.1反激式开关电源介绍 (3)2.2 反激式开关电源的方案比较与选择 (3)3 基于TOP244Y芯片的单端反激式开关电源的设计 (7)3.1 TOPSwitch-GX芯片简介 (7)3.2 基本参数确定 (8)3.3 高频变压器设计 (9)3.4 输入整流滤波电路的设计 (13)3.5 钳位保护电路的设计 (14)3.6 输出整流滤波电路的设计 (15)3.7 反馈整流滤波电路设计 (17)3.8 反馈电路设计 (17)3.9 TOPSwitch-GX芯片的外围设计 (21)4 结束语 (20)参考文献 (21)致谢 (24)附录 (23)附录1 反激式开关电源原理图 (26)附录2反激式开关电源PCB图 (28)附录3 反激式开关电源主要元件清单 (29)反激式开关电源的设计1 概述1.1 课题来源及基本技术要求1.1.1课题来源如今，开关电源在生活中的应用极其广泛。

芯片公司反激开关电源设计案例反激开关电源是一种常用的电源设计方案，它采用了开关元件的控制来实现高效率的能量转换。

对于芯片公司来说，设计一个稳定可靠的反激开关电源是至关重要的。

下面以一个具体案例来介绍芯片公司如何设计反激开关电源。

案例背景：芯片公司计划设计一款用于智能手表的反激开关电源。

该电源需要满足以下要求：输出电压为3.3V，最大输出电流为200mA，输入电压范围为3V到5V。

同时，该电源需要具备稳定可靠、高效率等特点。

设计步骤：1.电源需求分析：首先，需要对电源的工作条件进行分析。

智能手表作为一种可佩戴设备，体积小巧、功耗低是重要的特点。

因此，反激开关电源是一种理想的选择。

在电源需求分析中，需要确定输出电压和电流的要求，并考虑输入电压的范围。

2.开关电源拓扑选择：根据电源需求分析，可以选择反激开关电源作为设计方案。

反激开关电源可以提供相对较高的转换效率，并且适用于较宽的输入电压范围。

3.电源拓扑设计：在选择了反激开关电源后，需要设计电源的拓扑结构。

该案例中可以选择基于反激变换器的设计方案，使用变压器实现能量的传输。

通过选择合适的变压器匹配，可以实现输入电压到输出电压的转换。

4.元件选择：根据设计要求，选择合适的元件来搭建反激开关电源。

包括开关管、二极管、电感、电容等。

在选择元件时，需要考虑其参数和性能，并保证其可靠性和稳定性。

5.控制电路设计：反激开关电源需要一个控制电路来实现对开关管的控制。

控制电路可以采用传统的PWM或者脉冲频率调制（PFM）的控制方法。

通过控制开关管的导通与断开，实现对输出电压和电流的调节。

6.稳压电路设计：为了保证输出电压的稳定性，需要设计稳压电路。

可以采用负反馈稳压电路，通过对输出电压进行采样和比较，控制开关管的工作状态，使得输出电压能够稳定在设定值。

7.效率优化：为了提高转换效率，需要优化设计。

可以采用切换频率较高的开关管、合理选择电感和电容等方法。

通过优化设计，使能量转换更为高效。

低电压反激电源设计方案电源设计对于电子系统的性能和稳定性有着至关重要的作用。

其中一种常见的设计方案是低电压反激电源。

本文将介绍低电压反激电源的设计方案及其相关问题。

低电压反激电源设计方案低电压反激电源是一种采用反激变压器技术的电源设计方案，其输入电压通常为AC220V，输出电压通常为DC5V至DC24V。

常用的IC 包括TOPSwitch、UCC28600、ICE2A0565等。

① 输入滤波电路为了保证电源的稳定性和抑制电磁干扰，输入端需要加入滤波电路。

常用的组成为：X2级安全电容，二极管桥整流电路，电容滤波电路和NTC电感式温度控制器等。

② 自启动电路在输入AC电源端不需要使用开关时，需要加入自启动电路。

TOPSwitch系列产品具有自启动电路，UCC28600和ICE2A0565需要外接电路加以实现。

③ 反激变压器反激变压器是低电压反激电源的核心。

其通过互感性能将输入电压转换为输出电压。

常常采用EE型矩形磁芯设计。

在EE型变压器中，X1是输入绕组，X2是输出绕组。

两个绕组的电流通过空气隙耦合，使整个系统达到了适当的功率转换。

④ 控制电路控制电路是实现低电压反激电源工作的关键。

在消除潜在共模电压和电磁干扰方面，具有较好的稳定性和抗干扰能力。

常使用高端品牌的反激IC TOPSwitch系列产品，可提供电流和电压两种调节模式。

⑤ 输出电路输出电路连接在变压器的输出端。

配合适当大小的二极管扼流圈和电容，可保证稳定的DC输出，同时也可以降低输出电压波动。

常见问题及解决方案问题一：输出电压波动大解决方案：增加大电容的电源过滤电容、加大输出线圈的扼流电感电阻、加强输出电压的控制电路。

问题二：温度过高解决方案：采用高温材料，如高温电容和磁芯，在变压器环节加入散热器等。

问题三：输出电流波动大解决方案：增加输出电容容量、加大扼流电感电阻、调节控制电路等。

总结低电压反激电源是一种经典的电源设计方案。

其优点在于功率转换效率高、输出电压稳定、工作可靠。

－66－科技论坛一种高效率低成本的软开关反激式开关电源设计于昊（哈尔滨富创硕电子科技有限公司，黑龙江哈尔滨150090）引言反激式变换器以其结构简单、价格低廉、可靠性高等优点，在中小功率场合得到广泛应用。

但其效率不高、纹波大、电压负载稳定度高等缺点，又限制了其应用。

本文研究了将软开关技术引进到反激式变换器中，使其始终工作在临界模式下获得零电压导通，并将其应用到24V/4.2A ，100W 的开关电源中。

1软开关反激式变换器工作原理总体方案如图1所示。

采用标准的反激式电路拓扑，电流模式控制。

电路置于临界模式下运行，副边绕组电流降至零后重启开关管，电路变频运行。

电路工作过程是：上电后，U1的1、2脚均为高电平，3脚输出高电平，通过推挽驱动电路驱动功率晶体管V1，电路自激导通。

初级电流开始流过变压器初级绕组，在电阻R3上形成压降，加在晶体管V5的基极上。

随着电流的逐渐增大，晶体管V5的基极电压也逐步提高，使其导通，以至U1的2脚变为低电平，3脚输出低电平，关断功率晶体管V1。

次级绕组导通，向负载供电。

同时，辅助绕组Np1的同铭端为正电平，使晶体管V4导通，以至U1的1脚变为低电平，钳位U3的3脚为低电平。

当次级电流为零时，各绕组同铭端的电位翻转，次级整流管截止，晶体管V4重新截止，U1的1脚变为高电平，功率晶体管V1重新导通，周而复始。

图1软开关反激式变换器示意图2设计24V/4.2A ，100W 的开关电源2.1电气原理图开关电源的电气原理图如图2所示。

图2电气原理图2.2变压器设计变压器是开关电源的核心部件，设计一款开关电源的主要工作就是计算变压器的诸多参数，变压器设计的好坏决定着开关电源的性能。

但又不易透彻掌握工作情况（包括磁材料特性的非线性，特性与温度、频率、气隙的依赖性和不易测量性），这就使设计变得复杂，常需要根据实际情况，重新迭代反复计算。

2.2.1选择磁芯大小设定开关电源工作在100KHz ，要求磁性材料在工作频率上的功耗尽可能小，同时还要求磁性材料饱和磁感应强度高、温度稳定好，再考虑到性能价格比，我选用铁氧体磁芯。

第一章开关电源设计任务书 (1)1.1课程设计的目的 (1)1・2课程设计的要求 (1)1.2. 1 题目 (1)1.2.2设计装置的主要技术数据 (1)1.2.3课程设计主要内容 (2)1.2.4课程设计的要求 (2)1.3课程设计报告的基本格式 (2)第二章总体方案的确定 (3)2.1反激式开关电源的介绍 (3)2.2 UC3842开关电源简介 (4)2.2.1 UC3842内部工作原理简介 (4)2.2.2 UC3842的使用特点 (6)2.23 UC3842组成的反激式开关电源 (6)2.3 总体方案的确定 (7)第三章具体电路设计 (8)3.1 EMI滤波电路 (8)3.2整流滤波电路的设计 (9)3.3高频变压器的设计 (10)3.4控制电路的选择 (17)3.5反馈电路的设计 (18)3.5.1 电压反馈电路 (18)3.5.2 输出电流反馈 (18)3.6保护电路的设计 (19)3.6.1 输出电压保护电路 (19)3.6.2输入欠压过压保护 (20)3.7输出整流滤波电路设计 (21)第四章个人心得体会 (22)附录1重薄膜绝缘导线参数.............................................. *23附录2设计完整电路图............................................... 附大图致谢. (24)参考文献 (24)第一章开关电源设计任务书1.1 课程设计的目的通过开关电源技术的课程设计达到以下几个目的：1、培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。

2、培养学生综合分析问题、发现问题，特别是解决问题的能力。

3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。

4、培养学生运用仿真工具的能力。

5、提高学牛课稈设计报告撰写水平。

1.2 课程设计的要求1.2.1题目题目：反激式开关电源电路设计注意事项：①学生也可以选择规定题目方向外的其他开关电源电路设计。

反激式开关电源设计方法1.工作原理反激式开关电源是一种将线性变压器替换为变压器型电感器的开关电源。

它的工作原理是通过开关管周期性的打开和关闭，将直流电源的电能经过变压器转化为需要的输出电压。

当开关管打开时，电流从电源流入变压器进行储能；当开关管关闭时，储存在变压器中的电能会通过二次侧电容器得以释放，并输出到负载上。

2.主要组成部分(1)输入滤波电路：用来消除电源输入端的干扰信号，保证稳定的输入电压。

(2)整流电路：将交流输入电压转化为直流电压，常采用整流桥整流。

(3)激励电路：用来控制开关管的导通和关闭，以实现变压器的能量转移。

(4)变压器：用来完成电能的变换和隔离，将输入端的电能转换为所需的输出电能。

(5)输出电路：包括输出电容和输出滤波电路，用来滤除开关产生的高频脉冲，以得到稳定的输出电压。

3.设计要点在进行反激式开关电源设计时(1)确定输出电压和电流需求：根据实际应用需求，确定所需的输出电压和电流，并根据负载特性选择合适的功率等级。

(2)选择合适的开关管和变压器：根据负载需求和电路参数，选择合适的开关管和变压器，以保证输出电压和效率的要求。

(3)控制开关频率和占空比：根据负载要求和电路特性，选择合适的开关频率和占空比，以保证输出电压的稳定性和整体效果。

(4)进行热设计和保护措施：由于开关管会产生较高的温度，需要进行合理的热设计，同时添加保护电路，如过流保护、过温保护等，以保证电路的安全性和可靠性。

(5)进行EMC设计和测试：由于开关电源会产生较大的电磁干扰，需要进行EMC设计和测试，以满足相关的国际标准要求。

总结：反激式开关电源是一种常用的电源设计方案，其设计方法包括确定输出需求、选择合适的器件、控制开关频率和占空比、进行热设计和保护措施，以及进行EMC设计和测试。

通过合理的设计和选择，可以实现高效率、小型化的电源方案，满足各种电子设备的需求。

1 设计步骤:1.1 产品规格书制作1.2 设计线路图、零件选用.1.3 PCB Layout.1.4 变压器、电感等计算.1.5 设计验证.2 设计流程介绍:2.1 产品规格书制作依据客户的要求，制作产品规格书。

做为设计开发、品质检验、生产测试等的依据。

2.2 设计线路图、零件选用。

2.3 PCB Layout.外形尺寸、接口定义，散热方式等。

2.4 变压器、电感等计算.变压器是整个电源供应器的重要核心，所以变压器的计算及验证是很重要的，2.4.1 决定变压器的材质及尺寸:依据变压器计算公式Gauss x NpxAeLpxIp B 100(max ) ➢ B(max) = 铁心饱合的磁通密度(Gauss)➢ Lp = 一次侧电感值(uH)➢ Ip = 一次侧峰值电流(A)➢ Np = 一次侧(主线圈)圈数➢ Ae = 铁心截面积(cm 2)➢B(max) 依铁心的材质及本身的温度来决定，以TDK FerriteCore PC40为例，100℃时的B(max)为3900 Gauss ，设计时应考虑零件误差，所以一般取3000~3500 Gauss 之间，若所设计的power 为Adapter(有外壳)则应取3000 Gauss 左右，以避免铁心因高温而饱合，一般而言铁心的尺寸越大，Ae 越高，所以可以做较大瓦数的Power 。

2.4.2 决定一次侧滤波电容:滤波电容的决定，可以决定电容器上的Vin(min)，滤波电容越大，Vin(win)越高，可以做较大瓦数的Power ，但相对价格亦较高。

2.4.3 决定变压器线径及线数:变压器的选择实际中一般根据经验，依据电源的体积、工作频率，散热条件，工作环境温度等选择。

当变压器决定后，变压器的Bobbin 即可决定，依据Bobbin 的槽宽，可决定变压器的线径及线数，亦可计算出线径的电流密度，电流密度一般以6A/mm 2为参考，电流密度对变压器的设计而言，只能当做参考值，最终应以温升记录为准。

低EMI、高效的零电压开关反激式开关电源设计
反激式开关电源以电路简单电磁干扰相对小得到广泛应用，而采用自激型反激式开关电源减小EMI将导致电源效率下降，发热量大，可靠性下降。

因而需要一种低EMI，高效的反激式开关电源。

本文的“零电压”开关方式，复位过程无损耗，因此效率高。

同时电感电流也为零，开通时刻因寄生振荡所产生的输出电压尖峰和EMI大幅度降低。

反激式开关电源以电路简单电磁干扰相对小而得到广泛应用，对开关电源的输出电压尖峰和EMI也提出了更高的要求，通常减小EMI的方法主要是采用自激型反激式开关电源，用开关速度相对慢的双极晶体管作为主开关；加大缓冲电路电容量来降低关断过程的dz/dt，di/dt产生的EMI用减缓导通过程减小开通EMI，付出的代价是电源效率下降，发热量大，可靠性下降。

因而需要一种低EMI，高效的反激式开关电源，软开关反激式开关电源，便是比较理想的解决方案。

零电压开关
变压器通过次级绕组、输出整流二极管向输出端释放储能。

变压器次级电流为：
变压器次级电流降到零，变压器储能全部释放，输出整流二极管自然关断，电路进人缓冲电路复位阶段。

缓冲电路复位阶段对应t3-t4期间为使缓冲电容器在下一个开关周期能起到缓冲作用，保证开关管“零电压”关断和“零电压”开通，需将缓冲电容器放电，将
电荷全部泄放，即复位。

与有损耗缓冲电路不同，无损耗缓冲电路采用LC谐振方式将缓冲电容器复位，本文电路的复位电感为变压器初级电感。

反激式开关电源毕业设计反激式开关电源毕业设计1引言随着电力电子技术的发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。

2开关电源概述2.1开关电源的产生与发展随着大规模和超大规模集成电路的快速发展，特别是微处理器和半导体存储器的开发利用，孕育了电子系统的新一代产品。

显然，那种体积大而笨重的使用工频变压器的线性调节稳压电源已经过时。

取而代之的是小型化、重量轻、效率高的隔离式开关电源。

隔离式开关电源的核心是一种高频电源变换电路。

它使交流电源高效率地产生一路或多路经调整的稳定直流电压。

早在70年代，随着电子技术的不断发展，集成化的开关电源就已被广泛地应用于电子计算机、彩色电视机、卫星通信设备、程控交换机、精密仪表等电子设备。

这是由于开关电源能够满足现代电子设备对多种电压和电流的需求。

随着半导体技术的高度发展，高反压快速开关晶体管使无工频变压器的开关电源迅速实用化。

而半导体集成电路技术的迅速发展又为开关电源控制电路的集成化奠定了基础，适应各类开关电源控制要求的集成开关稳压器应运而生，其功能不断完善，集成化水平也不断提高，外接元件越来越少，使得开关电源的设计、生产和调整工作日益简化，成本也不断下降。

目前己形成了各类功能完善的集成开关稳压器系列。

近年来高反压Mos大功率管的迅速发展，又将开关电源的工作频率从20kHz提高到兆Hz，其结果是使整个开关电源的体积更小，重量更轻，效率更高。

开关电源的性能价格比达到了前所未有的水平，使它在与线性电源的竞争中具有先导之势。

当然开关电源能被工业所接受，首先是它在体积、重量和效率上的优势。

在70年代后期，功率在100w以上的开关电源是有竞争力的。

反激式开关电源设计反激式开关电源（Flyback Switching Power Supply）是一种常见的开关电源拓扑结构，广泛应用于各种电子设备中。

它具有体积小、效率高、成本低以及输出功率可调等优点，是现代电子产品中常见的电源设计方案之一反激式开关电源的基本工作原理如下：输入电压通过输入滤波电容进行滤波处理后，经过输入电阻和整流二极管进入变压器的一侧，经过一定的变换比转化为高压脉冲，在一段时间内使得磁场存储能量。

然后，纳秒级的开关管被打开，导通磁漏感能量在负载中释放，给负载提供电能。

在变压器中，输出输出电压通过输出二极管、滤波电容等元件经过滤波处理后，提供给负载。

同时，负载电流的反馈信息通过反馈电路控制控制器，实现对输出电压的稳定调节。

1.输入电压范围：反激式开关电源应能适应不同输入电压，以保证电源的稳定输出。

2.输出电压范围：根据具体应用需求确定输出电压范围，可通过反馈电路和调节元件进行调节。

3.输出功率：根据负载的需求确定输出功率大小，确保负载能够正常工作。

4.效率：反激式开关电源的效率较高，设计时应尽量选择低损耗的元件和合适的电路结构，以提高整个系统的效率。

5.稳定性：设计时需要考虑输出电压的稳定性，可通过反馈控制和滤波电路等手段实现。

6.保护功能：考虑到电源在使用过程中可能遇到的过载、过压过流等问题，设计中应加入相应的保护电路，以保护电源和负载安全。

在具体的反激式开关电源设计过程中，需要按照以下步骤进行：1.根据负载的需求确定输入和输出电压，并计算所需的输出功率。

2.选取适合的开关管和变压器，根据输入和输出电压比计算变压器的变换比。

3.根据变换比确定合适的工作频率和占空比。

该步骤可通过电路仿真软件进行验证。

4.设计反馈控制回路，以控制输出电压的稳定性。

可选择基于电压模式或者电流模式进行控制。

5.根据设计参数选择合适的滤波电容和输出二极管等元件，以保证输出电压质量。

6.添加必要的保护电路，如过载保护、过压保护等，以保护电源和负载安全。

反激式开关电源设计全过程以21V63W 反激式开关电源的设计过程为例作较为详细的说明，公式的全过程不需要单位换算，只要跟着公式的每一步计算程序进行演算，均可顺利完成你的计算任务。

非常适合初学者“摸石头过河”。

由于本人水平有限，出错在所难免，欢迎大家批评指正！输入电压：175-264V AC输出电压：21V输出电流：3A输出功率Po：63W频率设定在60KHz占空比初步定在0.45反馈电压取14.5V反馈电流取100Ma总体拓扑如下：变压器计算一.挑选磁芯。

考虑成本因素在此选择PC40 材质，查PC40 资料得Bs=0.39T Br=0.06T^B=Bs-Br=0.39T-0.06T=0.33T为了防止磁芯的瞬间出现磁饱和，我取低^B 值，即0.33T*0.6=0.198T(取0.2T）用AP 法计算磁芯AP=[(Po/^n+Po)*1000]/2*^B*Fs*1000*J*Ku)AP=[(63W/0.8+63W)*1000]/(2*0.2*60KHz*1000*400*0.2) AP=0.738(mm4)公式中^B 是效率取0.8Fs 开关频率60KHzJ 电流密度取400(A/cm2)Ku 铜窗系数取0.2根据上图，我选择大于计算AP 值的磁芯EE3528相关参数是：Ae=84.8mm2 AP=1.3398cm4Aw=158mm2 AL=2600nH/H2二.为了适应突变的负载电流，我把电源设计在临界电流模式。

临界电流IoB=0.8*Io=0.8*3A=2.4A1.最小输入电压Vimin ViACmin*1.2=210V2.匝比n=[Vimin/(V o+Vf)]*[Dmax/(1-Dmax)]n=[210V/(21V+1V)]*[0.45/(1-0.45)]n 7.83.副边峰值电流^IsB=2*IoB/(1-Dmax)^IsB=2*2.4A/(1-0.45)^IoB=8.72A4. 次级电感Ls=(V o+Vf)*(1-Dmax)*[1/(Fs*1000)]/^IsB*1000000Ls=(21V+1V)*(1-0.45)*[1/(60KHz*1000)]/8.72A*1000000Ls=23.58Uh5. 原边电感Lp=n*n*LsLp 7.8*7.8*23.58uHLp=1434uH6. 计算连续模式时的副边峰值电流.^Isp=Io/(1-Dmax)+(^IsB/2)^Isp=3A/(1-0.45)+(8.72A/2)^Isp=9.81A7. 计算连续模式时的原边峰值电流.^Ipp ^Isp/n^Ipp=9.81A/7.8^Ipp=1.257A三.匝数计算.1. 原边匝数Np=Lp*^Ipp/(^B*Ae)Np=1434uH*1.257A/(0.2*84.8)Np=106.28T取整Np=106T2.副边匝数Ns=Np/nNs=106T/7.8Ns=13.58T取整Ns=14T3.反馈匝数Nv=(Vcc+Vf)/[(V o+Vf)/Ns]Nv=(14.5V+1V)/[(21V+1V)/14T]Nv=9.87T取整Nv=10T四.计算磁芯的空气间隙。

反激式开关电源的设计1.反激式开关电源的基本原理与拓扑结构2.反激式开关电源的设计步骤（1）选择合适的开关器件：根据设计需求确定开关器件的额定电流和电压。

应选择满足设计需求的高效开关器件，以确保电源的稳定性和可靠性。

（2）设计变压器：变压器是反激式开关电源中非常重要的组成部分，其设计影响着整个电源的性能。

变压器的设计应根据输入电压、输出电压及负载电流等确定变比。

（3）设计输入滤波器：输入滤波器主要用于去除输入电源的高频噪声和电磁干扰。

应根据设计要求选择合适的滤波器元件。

（4）选择输出滤波器：输出滤波器用于去除输出电压中的高频噪声和波动。

应选择满足设计要求的输出滤波器元件。

（5）选择控制器和反馈电路：反激式开关电源需要一个控制器来控制开关器件的开关频率和占空比。

应根据具体设计需求选择合适的控制器和反馈电路。

（6）设计保护电路：反激式开关电源应设计有相应的保护电路，以防止过流、过压和过温等情况的发生，保证电源的安全可靠运行。

（7）进行电路仿真和调试：应使用电子设计自动化工具进行电路仿真和调试，以验证电源设计的正确性和稳定性。

3.注意事项和常见问题（1）电源设计应考虑效率和性能的平衡，既要保持高效率，又要满足设计要求。

（2）电源设计时要合理布局电路板，降低电磁干扰和噪声。

（3）电源设计应注意选择合适的元件，在成本和性能之间进行权衡。

（4）在进行电路仿真和调试时，应注意保护器件和测试仪器的安全，避免电源短路和电流过大导致元器件损坏。

（5）设计完成后，应进行严格的测试和质量控制，确保电源的稳定性和可靠性。

总结：反激式开关电源是一种常见的开关电源拓扑结构，在设计中需要考虑元件选择、变压器设计、滤波器设计、控制器和反馈电路选择等多个因素。

合理的设计和调试能够确保电源的稳定性和可靠性，满足设备的电源需求。

反激式开关电源的设计方法反激式开关电源是一种常用于电子设备中的高效率电源。

它通过将输入电源的直流电压转换为高频脉冲信号，再进行变压、整流和滤波等处理，最终得到所需要的输出电压。

本文将介绍反激式开关电源的设计方法，包括主要元件的选择、电路的设计和调试等内容。

一、元件的选择1.变压器：反激式开关电源的核心元件之一、在选择变压器时，需要根据设计好的输入和输出电压来确定变比。

同时，还需要考虑变压器的工作频率、功率损耗、功率因数等参数。

一般情况下，选择具有较高工作频率和较低损耗的变压器效果会更好。

2.开关管：开关管主要用于开关电源中的开关操作。

在选择开关管时，需要考虑电流和电压的要求，以及其承受功率和导通损耗等参数。

常见的开关管有MOSFET和IGBT等。

3.控制芯片：控制芯片用于控制开关管的导通和关闭时间，以及输入输出电压的稳定性等。

选择合适的控制芯片需要考虑芯片的工作频率、控制方式、保护功能等参数。

4.输出电容和滤波电感：输出电容和滤波电感用于平滑输出电压和滤除高频噪声。

在选择时，需要考虑电容和电感的电压和电流容量，以及使用寿命等因素。

二、电路的设计1.输入滤波电路：输入滤波电路主要用于去除输入电源中的高频噪声和波动。

常见的输入滤波电路包括滤波电容和滤波电感的串联组合，以及降压电感和降压二极管的并联组合。

2.开关电路：开关电路是反激式开关电源的核心部分，它通过开关管的导通和关闭操作，将输入电源的直流电压转换为高频脉冲信号。

开关电路一般由开关管、变压器、滤波电容和滤波电感等元件组成。

3.输出调整电路：输出调整电路用于稳定输出电压，并提供过载、过流和短路等保护功能。

常见的输出调整电路包括反馈电路、比较电路和控制芯片等。

4.反馈电路：反馈电路用于检测输出电压，并通过控制芯片对开关管的导通和关闭时间进行调节，从而稳定输出电压。

反馈电路一般由分压电阻、运放和电压比较器等组成。

三、电路的调试1.输出电压调节：利用调整反馈电路中的分压电阻，可以实现对输出电压的调节。

反激式开关电源设计方法1.输入变压器设计：反激式开关电源的输入变压器主要用于实现能量的储存和传递。

其设计方法一般包括确定变压器的变比、计算绕线参数和计算磁芯截面积。

变比的选择要根据输入和输出电压的关系来确定，一般采用副边大于主边的变比。

绕线参数的计算要根据输入电压、输出功率和开关频率来确定。

磁芯截面积的计算要根据输入电压、输出功率和变频器频率来确定。

2.控制电路设计：反激式开关电源的控制电路主要用于实现开关管的开关和关断控制。

其设计方法一般包括选择适合的开关管和控制芯片、设计反馈电路和设计保护电路。

选择合适的开关管和控制芯片要考虑输入和输出电压、输出功率和开关频率等因素。

设计反馈电路主要是为了实现恒定的输出电压，一般采用反馈误差放大器和锁相环等。

设计保护电路主要是为了提高电源的可靠性和稳定性，一般包括过流保护、过压保护和过温保护等。

3.输出滤波电路设计：反激式开关电源的输出滤波电路主要用于滤除开关管开关过程中产生的高频脉冲噪声，保证输出电压的稳定性和纹波度。

其设计方法一般采用LC滤波器或电容滤波器。

LC滤波器具有较好的滤波效果，但体积较大，适用于功率较大的电源。

电容滤波器体积小，但滤波效果相对较差，适用于功率较小的电源。

4.保护电路设计：反激式开关电源的保护电路主要用于保护电源，防止出现过流、过压、过温等故障。

其设计方法一般包括选择合适的保护元件和设计合理的保护电路。

选择合适的保护元件要考虑其额定参数和动态特性，以满足电源的保护要求。

设计合理的保护电路要考虑多种故障情况，实现对电源的全方位保护。

以上是反激式开关电源设计的基本方法和步骤，设计师在实际设计过程中还需考虑电源的稳定性、可靠性、效率等因素，并根据具体的应用需求进行优化设计。

同时，还要注意电源设计中的安全性和可调度性，确保电源工作的稳定性和可靠性。

零电压开通高效反激电源设计与分析梁晓军（Leo Liang）大纲如何实现高功率密度的USB PD电源基于强制谐振反激零电压开通拓扑设计与分析基于不对称半桥反激拓扑设计与分析123大纲如何实现高功率密度的USB PD电源基于强制谐振反激零电压开通拓扑设计与分析基于不对称半桥反激拓扑设计与分析123如何实现高功率密度的USB PD电源§高频（140K-250K近两三年最佳工作频率）§软开关拓扑§平面变压器§可调整的频率法则§较小的共模EMI噪声这是什么？§USB PD 充电器§功率密度（28W/In3 ）§采用平面变压器§效率：93%拓扑比较普通反激&QR反激有源钳位反激全工作范围零电压开通反激LLC半桥不对称半桥反激准谐振反激高压输入条件下，仍然有非常高的开关损耗有源钳位反激使用硅器件功率密度小于20W/inch3。

开关频率变化大，需要使用GaN器件，高压轻载效率偏低，控制复杂。

只有电感储能，变压器体积大。

全电压范围零电压开通反激LLC半桥不适合宽电压输入输出不对称半桥反激集LLC和反激优点实现ZVS,ZCS适合宽输入宽输出变化，变压器和谐振电容储能，变压器体积大幅度减小。

使用硅器件功率密度可高达28W/inch3今天低成本易设计拓扑选择93~96%91~93%93~96%明天高功率密度91~93%可调整的频率法则需求（优化效率）§类定频工作，最大工作频率可调到200kHz•全电压满载频率较高，变化小（如20kHz）•优化变压器选择，更合适小型化§工作频率曲线可调，轻载降频•改善轻载效率，平均效率•改善待机性能EMI设计1如何减小EMI噪声LC滤波器›理想LC滤波器可以看到增益下降到一个点之后，反而开始上升，也就是说滤波器的效果在这个频点之后，就会变差›寄生电容的影响LC滤波器›寄生电感的影响LC滤波器›寄生电容和电感影响›高频段非常糟糕LC滤波器Flyback电路变压器共模噪声抵消技术当Vp*Cps=Vs*Csp 时，变压器副边的 净电荷将相互抵消为零Flyback电路变压器共模噪声抵消技术Vp*Cps和Vs*Csp 总是同方向加强的，噪声增强Flyback电路变压器共模噪声抵消技术反激变换器的共模噪声传播路径Flyback电路变压器共模噪声抵消技术1：1变压器结构图反激电路拓扑EMI 从哪里出来的?•接触的 -•可以通过原理图理解•非接触的 -•不可见电容和不可见电感小结高功率密度USB PD电源拓扑选择1）准谐振反激2）全电压范围零电压开通反激3）有源钳位反激4）LLC半桥5）不对称半桥反激✗✓✓✗✗大纲如何实现高功率密度的USB PD电源基于强制谐振反激零电压开通拓扑设计与分析基于不对称半桥反激拓扑设计与分析123电路有什么不同增加ZVS辅助开关v ZVS脉冲在下列情况不会发生•检测不到过零点。

反激式开关电源设计详细流程1.确定需求：首先要明确设计电源的输入电压和输出电流的需求，以及设计的环境条件，如工作温度范围和工作效率等。

2.选择主要元器件：根据需求确定选择适配器的主要元器件，包括变压器、MOSFET、二极管、电感器、电容器等。

3.设计变压器：变压器是反激式开关电源中的一个重要元器件，主要功能是提供电源输出的隔离和变压功能。

根据需求设计变压器的变比和功率，确定铁芯材料和绕线参数，如线径和绕线圈数等。

4.选择MOSFET：MOSFET是电源开关的关键元器件，它需要具备低导通和开关损耗、高效率和可靠性等特点。

根据需求选择合适的MOSFET，通过计算和模拟分析确定导通和关断时的最大功率损耗。

5.设计电感器和电容器：电感器和电容器用于滤波和稳压，通过计算和模拟模拟设计电流和电压波形，选择合适的电感值和电容值，以保证输出电流和电压的稳定。

6.设计控制电路：根据反激式开关电源的工作原理，设计适当的控制电路，用于控制开关管的导通和关断。

控制电路包括脉宽调制（PWM）控制和电流/电压反馈控制，以确保输出电流和电压的稳定和可靠。

7.选择和设计保护电路：反激式开关电源需要一些保护电路，如过压保护、过流保护、短路保护等。

根据设计需求选择合适的保护元器件和电路，以防止电源和被供电设备的损坏。

8.PCB设计：根据电路设计和布局要求进行PCB设计，包括元器件的布局、走线、线宽、间距等。

同时要考虑电磁兼容性（EMC）和热管理的问题。

9.原理图和PCB布线优化：通过仿真软件对电路进行仿真和优化，优化电路的参数和特性，如输出电压波形、效率和稳定性等。

10.系统测试与调试：完成PCB的制作和组装后，进行系统测试与调试，测试电源的输出性能、稳定性和保护功能等，并进行必要的调整和优化。

11.电源性能评估：对设计的电源进行性能评估，包括效率、功率因数、纹波和噪声等，以确保其符合设计要求和行业标准。

12.生产和质量控制：根据设计要求进行电源的批量生产，并进行质量控制，包括检测和测试，以确保产品的质量和可靠性。

基于FSDM0565F的反激式开关电源设计引言目前，开关电源以其高性能，高效率(75%,现在单片集成开关电源效率早已达到90%以上＞，这对解决能源问题起到推波助澜的作用，很多节能电器的电源供给早已被开关电源取代。

本文介绍了一种基于开关电源芯片FSDM0565R的三相输入、多输出反激式开关稳压电源。

分析了FSDM0565R的特性和工作原理，并给出了它的设计电路图、实际参数的计算及器件的选取，最后给出了该电源模块的实测波形及测试技术指标。

实验结果表明，利用该芯片设计的开关电源具有效率高、体积小、电路简单、输入电压变化范围宽、纹波小等特点。

同时解决了工业现场三相输入的问题，具有实际的推广价值。

b5E2RGbCAP1.FSDM0565R的主要性能特点和工作原理1.1性能特点FSDM0565R是Fairchild半导体生产的单片开关电源设计芯片，它由PWM控制器、振荡器、热关断保护电路、故障保护电路及其他控制电路集成在一个单片器件内。

由于芯片本身功耗很低，电源效率可达到80%左右。

具体性能如下：p1EanqFDPwa、坚固的内部雪崩值Se nseFETb、先地的间歇工作模式(240VAC 1W和0.5W时的消耗＞。

c、精确的固定工作频率：66KHZ。

d、内部启动电路、改进的电流限制、过电压保护(OVP＞、过载保护(OLP＞、内部热关断功能(TSD＞、异常过电流保护(AOCP＞、自动重启模式、欠压锁定(UVLO＞等。

DXDiTa9E3d1.2 FSDM0565R的工作原理FSDM0565R主要包括以下几部分：(1＞启动：在启动时，内部的高电压电流源提供了内部的偏压，并为连接Vcc脚的外部的电容(CVCC＞充电。

当Vcc达到12V时，FPSTM开始开关动作，此时内部的高电压电流源就消失。

RTCrpUDGiT(2＞反馈控制：开关电源的反馈控制有电压控制和电流控制两种方式，FSDM0565R采用电流反馈控制方式。