超宽输入电压反激式开关电源的设计

反激式开关电源设计详解一、工作原理1.开关管控制：反激式开关电源中，开关管起到了关键的作用。

当输入电压施加在开关管上时，开关管处于导通状态，此时电流流经变压器和输出电路，能量存储在变压器核心中。

当输入电压施加在开关管上时，开关管处于截止状态，此时能量释放，通过一对二极管和电容器形成输出脉冲电流。

2.变压器作用：反激式开关电源中的变压器主要用于将输入电压转换为所需的输出电压。

在导通状态下，输入电压施加在变压器的一侧，能量存储在变压器的磁场中。

在截止状态下，变压器的磁场崩溃，能量释放到输出电路中。

3.输出电路过滤：输出电流通过一对二极管和电容器形成脉冲电流。

为了使输出电流更加稳定，需要通过电容器对输出电流进行滤波，降低脉冲幅度，使输出电压更加平稳。

二、基本结构1.输入滤波电路：由于输入电源通常含有较多的噪声和干扰，为了保障开关电源的正常工作，需要在输入端添加一个滤波电路，通过滤波电容和电感将输入电压的尖峰和噪声滤除。

2.开关控制电路：开关控制电路用于对开关管进行控制，使其在合适的时机打开和关闭。

常见的控制方式有定时控制和反馈控制两种。

3.开关管：开关管在反激式开关电源中起到了关键的作用。

常见的开关管有MOS管、IGBT管等，其特性包括导通损耗、截止损耗和开关速度等。

4.变压器：变压器用于将输入电压变换为所需的输出电压。

同时，变压器还能起到隔离输入电源和输出负载的作用，保护负载。

5.输出整流滤波电路：输出整流滤波电路用于对输出电流进行整流和滤波，使输出电压更加稳定。

三、常见设计方法1.脉冲宽度调制（PWM）控制：PWM是一种常用的反激式开关电源控制方法，通过控制开关管的导通时间来调节输出电压和电流。

PWM控制能够实现较高的效率和较低的输出波纹，但需要一定的控制电路。

2.变压器匹配设计：在设计反激式开关电源时，需要合理选择变压器的匝数比，以实现所需的输入输出电压转换。

同时，还需要考虑变压器的大小和功耗。

反激式开关电源(flyback)是一种常见的电源结构，广泛应用于电子设备中。

它具有结构简单、成本低廉、效率高等优点，在消费电子、工业控制和通信设备等领域被广泛应用。

本文旨在介绍反激式开关电源环路设计的基础知识，包括工作原理、设计步骤和注意事项。

一、反激式开关电源的工作原理1.1 反激式开关电源的基本结构反激式开关电源由输入滤波器、整流桥、高频变压器、功率开关器件、输出整流滤波器、控制电路等组成。

其中，高频变压器是反激式开关电源的关键部件，通过变压器实现输入电压的隔离和变换，功率开关器件则控制变压器的工作状态，实现电源的调节和稳定输出。

1.2 反激式开关电源的工作原理反激式开关电源通过功率开关器件周期性地将输入电压斩波，将输入电能存储在变压器的磁场中，然后再将其转换为输出电压。

在工作周期的后半段，存储的能量释放到输出负载上，从而实现对输出电压的调节。

通过控制功率开关器件的导通时间和断态时间，可以实现对输出电压的调节和稳定。

二、反激式开关电源环路设计的基础知识2.1 反激式开关电源的设计步骤（1）确定电源的输入输出参数：包括输入电压范围、输出电压、输出电流、负载调整范围等；（2）选择功率开关器件和高频变压器：根据电源的输入输出参数和工作频率选择合适的功率开关器件和高频变压器；（3）设计反激式开关电源的控制电路：根据所选的功率开关器件和高频变压器设计相应的控制电路，包括PWM控制电路、电源启动电路等；（4）设计输入输出滤波器和保护电路：设计输入输出滤波器，保证电源的输入输出稳定和干净，设计过压、过流、过温等保护电路，保证电源的安全稳定工作。

2.2 反激式开关电源环路设计的注意事项（1）磁性元件的设计：高频变压器和输出感应元件的设计是整个反激式开关电源设计的关键，应合理设计磁芯、线圈匝数等参数，保证磁性元件承载功率、效率和体积的平衡；（2）功率开关器件的选择和驱动：应选择合适的功率开关器件，并设计合理的驱动电路，保证功率开关器件的可靠工作和转换效率；（3）控制电路的设计：应根据功率开关器件的工作特性和工作频率设计合适的PWM控制电路和反馈控制电路，保证电源的稳定可调；（4）输入输出滤波器和保护电路的设计：应合理设计输入输出滤波器和保护电路，保证电源的输入输出稳定和安全可靠。

一种高效反激式开关电源的设计及性能测试高效反激式开关电源是一种常见的电源设计方案，具有高效率、低功耗和小体积等优点。

本文将介绍一种高效反激式开关电源的设计，并对其性能进行测试。

一、设计方案高效反激式开关电源的设计主要包括变压器设计、功率开关管选择、电容滤波和反馈控制电路等。

下面依次介绍各个部分的设计。

1.变压器设计变压器是高效反激式开关电源的关键部分，通常采用多层铜箔绕线制成。

变压器的设计需要考虑输入电压、输出电压、输出功率和开关频率等因素。

根据具体的设计要求，可以采用磁芯材料和线圈参数来确定变压器的结构和参数。

2.功率开关管选择功率开关管是实现开关过程的关键元器件，常见的有MOS管和IGBT 管等。

选择适合的功率开关管需要考虑开关频率、功率损耗和电流容量等因素。

3.电容滤波电容滤波是实现开关电源输出稳定的重要环节，它能减小输出纹波和噪声。

选择合适的电容容值和工作电压是关键。

4.反馈控制电路反馈控制电路可以通过对输出电压进行实时监测和控制，实现电压的稳定输出。

常见的反馈控制电路有电流反馈和电压反馈。

二、性能测试对高效反激式开关电源的性能进行测试，可以从以下几个方面进行评估。

1.效率测试高效反激式开关电源的一个主要特点是高效率，因此需要测试其输入功率和输出功率，从而计算出电源的转换效率。

2.输出稳定性测试输出稳定性是衡量开关电源性能的关键指标之一，可以通过在不同负载条件下测量输出电压的波动情况来评估。

3.过载和短路保护测试过载和短路保护是开关电源的常见功能，需要测试电源在负载过载和短路情况下的响应速度和保护能力。

4.温升测试温升测试是为了评估开关电源在高负载和长时间运行时的热耗能力，通过测量电源的温度变化来评估其散热效果。

5.器件可靠性测试开关电源的器件可靠性测试是为了评估电源的长期稳定性和可靠性，可以通过长时间运行和负载周期测试等方法进行。

通过以上测试，可以全面评估高效反激式开关电源的性能，从而为其后续的生产和应用提供参考。

反激式开关电源的电路设计与参数计算_陈建林
一、反激式开关电源的电路设计
据报道，反激式开关电源可以提供高效率、小型体积和低成本的解决方案，它在电脑、消费电子产品以及数字电路系统中应用较为广泛。

反激式开关电源是指在典型的AC/DC转换过程中，通过开关电路，从交流电源抽取能量进行直流转换的电路。

下面将详细介绍反激式开关电源的电路设计。

（1）反激式开关电源电路的主要组件
交流输入电路：交流输入电路是反激式开关电源电路的起始模块，它的功能是把电源电压提供给其他组件。

开关功率电路：开关功率电路的最重要的组件是开关元件，它们是把AC输入电压装入到电源系统中的基础，通常可以使用MOSFET、差动管、晶闸管等。

控制电路：控制电路是反激式开关电源电路的关键组件，它的功能是控制开关管的开合以实现输入电压的正常转换。

一般来说，控制电路通过一系列的电路元件，如比较器、占空比调节器、稳压器、脉冲发生器和定时器等实现诸如占空比调节，稳压、启动和保护等功能。

用SG6849设计反激式开关电源摘要：SG6849芯片是SG(System General)公司生产的开关电源专用集成电路，使用该芯片设计小功率开关电源，可大大减少外围电路，降低成本，电路可靠性高，且可以不带副边反馈。

详细介绍了SG6849芯片的工作原理，并基于此芯片设计了一个5.6W的单端反激式开关电源，给出了实验结果。

关键词：SG6849；反激；副边反馈O 引言开关电源因具有重量轻、体积小、效率高、稳压范围宽等优点，在电视、电声、计算机等许多电子设备中得到了广泛的应用。

为了进一步追求开关电源的小型化和低成本，人们不断研制成功一些新的开关电源集成电路芯片。

台湾SG System General)公司开发的SG6 849，集内部振荡器、比较器、反馈补偿电路于一体，只需较少的外围元器件，就可构成一个电路结构简洁、成本低、性能稳定、制作及调试方便的单端反激式开关电源。

在负载调整率要求不高的情况下，甚至可去掉副边反馈，进一步减少体积，节省成本。

1 SG6849芯片功能介绍1.1 内部结构及管脚功能SG6849芯片是台湾SG(System General)公司2004年底推出的SG684X系列PWM集成电路控制芯片。

该芯片具有如下特点：不带副边反馈的恒压和恒流控制；轻载时工作于省电模式；较低的启动电流和较低的工作电流；65kHz和100kHz的固定频率；较少的外围元件；输出过流保护、过温保护和短路保护。

该芯片采用S0T-26或DlP-8封装形式，内部结构如图1所示。

下面就以DIP-8封装为例，说明各管脚的功能。

脚l(GATE) 门极，用来驱动功率NOSFET。

脚2(VDD) 提供芯片的工作电压，当不带副边反馈时，靠VDD来提供反馈信息，调整输出电压。

脚3、5、6(NC) 悬空。

脚4(SENSE) 过流保护。

该引脚也可用于电流模式的PWM控制。

脚7(FB) 为PWM控制器的内部比较器提供反馈信息，控制占空比；当不带副边反馈的时候，该引脚开路。

反激式开关电源电路设计一、反激式开关电源的基本原理1.输入滤波电路：用于对输入电压进行滤波，消除噪声和干扰。

2.整流电路：将输入交流电压转换为直流电压。

3.开关变压器：通过变压器实现电压的升降。

4.开关管：通过快速开关控制电源的输出。

5.输出滤波电路：对输出电压进行滤波，减小纹波。

二、反激式开关电源的设计步骤1.确定需求：首先需要确定设计要求，包括输出电压和电流、负载稳定性要求、效率要求等。

2.选择开关管和变压器：根据需求选择合适的开关管和变压器，考虑其最大工作电流和功率损耗。

3.转换频率的选择：根据应用的具体要求，选择合适的转换频率。

较高的频率可以减小变压器的尺寸，但也会增加开关管的功耗。

4.控制电路设计：设计开关管的控制电路，包括驱动电路和保护电路，确保开关管的正常工作和保护电路的可靠性。

5.输出滤波电路设计：设计输出滤波电路，用于滤除输出电压中的高频噪声和纹波，提高稳定性和负载能力。

6.开关电路设计：设计开关电路，确保开关管的快速开关和可靠性。

7.其他辅助电路设计：如过温保护电路、过流保护电路等。

8.电路板布局和布线：根据电路设计和要求进行电路板布局和布线，提高电路的可靠性和稳定性。

9.电路仿真和调试：使用仿真软件对设计的电路进行仿真分析，并进行实际的电路调试，确保电路的可靠性和稳定性。

三、反激式开关电源设计的注意事项1.高效率设计：选择合适的元件和电路设计，减小功率损耗，提高电源的整体效率。

2.稳定性设计：考虑负载稳定性的要求，选择合适的控制策略和滤波电路，提高电源的稳定性和负载能力。

3.保护设计：考虑过温、过流、短路等保护功能的设计，保护电源和负载器件的安全。

4.电磁兼容设计：反激式开关电源中产生的高频噪声易对其他电子设备产生干扰，需要采取适当的电磁屏蔽和滤波措施。

5.安全性设计：合理设置安全保护电路和安全措施，确保电源在故障情况下能够及时切断电源，保护用户的安全。

通过以上步骤和注意事项，可以设计出一台高效、稳定、安全的反激式开关电源，满足不同应用领域的需求。

宽输入变频开关电源设计宽输入变频开关电源是一种广泛应用于通信、工业控制和电子设备等领域的电源设计方案。

它具有宽输入电压范围、高效率和稳定性等特点，能够适应各种输入电压条件下的电源需求。

本文将介绍宽输入变频开关电源的设计原理和步骤，并对一种典型的设计方案进行详细说明。

一、设计原理1.整流：将交流输入电源通过整流电路（通常采用桥式整流电路）将交流信号转换为脉冲信号。

2.滤波：通过滤波电路（通常采用LC滤波电路）将整流后的脉冲信号进行平滑处理，降低波动性，得到直流电压。

3.变频：通过变频电路将直流电压转换为高频交流信号，再通过变压器降压、增压得到所需输出电压。

二、设计步骤1.确定输入电压范围：首先确定电源所需的输入电压范围，通常为宽电压输入（如100V-240V）。

2.选择开关电源拓扑结构：根据输出功率和效率等要求，选择适当的开关电源拓扑结构（如反激式、半桥式、全桥式等）。

3.选择开关元件和控制芯片：根据电源设计的输入电压和输出功率等要求，选择适当的开关元件（如MOS管、IGBT等）和控制芯片（如PWM 控制芯片）。

4.设计变频电路：根据所选的开关电源拓扑结构和控制芯片等，设计合适的变频电路，以实现将直流电压转换为高频交流信号的功能。

5.设计滤波电路：根据输出电压的稳定性要求，设计适当的滤波电路，以平滑输出电压波动，并降低噪音。

6.设计反馈控制电路：设计反馈控制电路，用于实现对输出电压的监测和调节，以确保稳定输出电压。

7.进行电磁兼容（EMC）设计：根据电源设计的要求，进行电磁兼容设计，以提高电源的抗干扰能力和电磁兼容性。

8.进行电源保护设计：设计过流、过压、过温等保护电路，以保证电源的安全可靠性。

9.制作原型电路板：根据设计的电路原理图和布局图，制作原型电路板进行测试和验证。

10.进行电源性能测试和验证：对原型电路板进行性能测试和验证，如输出电压、效率、稳定性等。

三、典型设计方案以反激式开关电源为例，介绍一种典型的宽输入变频开关电源设计方案：1.输入电压范围：100V-240V，50Hz/60Hz。

反激式开关电源的设计计算首先，需要明确设计参数：1. 输入电压（Vin）：反激式开关电源的输入电压一般为交流电网的标称电压，如220V或110V。

2. 输出电压（Vout）：反激式开关电源的输出电压需要满足目标设备的需求，例如5V、12V等。

3. 输出功率（Pout）：反激式开关电源的输出功率是根据目标设备的功率需求确定的，一般以瓦（W）为单位。

4. 开关频率（fsw）：反激式开关电源的开关频率一般在10kHz到100kHz之间，根据具体需求和性能要求确定。

设计步骤如下：1.计算电流和电压波形：根据输出功率和输出电压，可以计算出输出电流：Iout = Pout / Vout。

同时，可以根据输入和输出的电压波形关系，使用变压器的变比关系计算输入电流波形。

2.选择开关元件：根据开关频率和输出功率，可以选择合适的功率场效应管（MOSFET）作为开关元件。

选择时需要考虑开关速度、导通和截止损耗等因素。

3.选择变压器：根据输入和输出电压的变比，可以选择合适的变压器。

变压器的选择需要考虑输入输出功率、开关频率、能量传输效率等因素。

4.计算电感和电容：通过计算电流波形和电压波形的变化率，可以确定所需的输入和输出电感。

同时，通过计算输出电压的纹波和电流的纹波，可以选择合适的输出电容。

5.设计控制电路：根据输入和输出电压、开关频率以及开关元件的特性，设计合适的控制电路。

常见的控制方案有可变频率、可变占空比等，需要根据具体需求确定。

6.完善保护电路：7.电路仿真和优化：通过电路仿真软件可以对设计的开关电源进行仿真，并对效果进行优化，如进一步降低纹波、提高效率等。

以上是基于反激式开关电源的设计计算的基本步骤，实际设计中还需要考虑其他因素，如电源的稳定性、EMI（电磁干扰）等。

设计计算的具体细节和参数计算可以根据具体的需求和设备要求进行调整和优化。

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：。

一种超宽输入范围的开关电源的设计陈丹江;张伟;肖质红;叶银忠【摘要】A new switching power supply with super wide voltage input range based on boost and flyback circuit was presented in this paper. The boost circuit was controlled by L6561 and flyback circuit was controlled by TOPSwitch. When input voltage was low, this voltage was stepped up by boost circuit and then converted by flyback circuit. ff input voltage was high, this voltage was connected to flyback circuit directly. These two modes were controlled by a hysteresis comparator. The experimental results show that when input AC voltage changes from 25 to 265 V, the output voltage is very stable.%介绍了一种基于升压电路和反激电路的超宽输入范围的开关电源电路.其中升压电路采用PFC控制芯片实现,反激电路采用TOPSwitch控制.在输入电压较低的情况下,采用先升压再DC/DC变换的工作模式;在输入电压较高的情况下,直接采用DC/DC变换的模式.两种模式的切换采用迟滞比较器进行控制.实验结果表明,当输入范围达到交流约25 V~265 V的超宽范围时,该电路仍然能够保持良好的性能.【期刊名称】《电气自动化》【年(卷),期】2011(033)003【总页数】3页(P65-67)【关键词】超宽输入范围;开关电源;升压电路;反激电路;迟滞比较【作者】陈丹江;张伟;肖质红;叶银忠【作者单位】上海海事大学,上海200135;浙江万里学院,浙江宁波315100;浙江万里学院,浙江宁波315100;浙江万里学院,浙江宁波315100;上海应用技术学院,上海200235【正文语种】中文【中图分类】TM460 引言随着开关电源的大量应用，对其要求也在不断的提高，要求其效率高、功率因数高、功率密度高、可靠性高等。

反激式(RCD)开关电源原理及设计[导读]反激拓扑的前身是Buck-Boost变换器，只不过就是在Buck-Boost变换器的开关管和续流二极管之间放入一个变压器，从而实现输入与输出电气隔离的一种方式，因此，反激变换器也就是带隔离的Buck-Boost变换器。

关键词：反激式开关电源因该电源是公司产品的一个配套使用，且各项指标都不是要求太高，故选用最常用的反激拓扑，这样既可以减小体积（给的体积不算大），还能降低成本，一举双的！反激拓扑的前身是Buck-Boost变换器，只不过就是在Buck-Boost变换器的开关管和续流二极管之间放入一个变压器，从而实现输入与输出电气隔离的一种方式，因此，反激变换器也就是带隔离的Buck-Boost变换器。

先学习下Buck-Boost变换器工作原理简单介绍下1.在管子打开的时候，二极管D1反向偏置关断，电流Is流过电感L，电感电流IL线性上升，储存能量！2.当管子关断时，电感电流不能突变，电感两端电压反向为上负下正，二极管D1正向偏置开通！给电容C充电及负载提供能量！3.接着开始下个周期！从上面工作可以看出，Buck-Boost变换器是先储能再释放能量，VS不直接向输出提供能量，而是管子打开时，把能量储存在电感，管子关断时，电感向输出提供能量！根据电流的流向，可以看出上边输出电压为负输出！根据伏秒法则Vin*Ton=Vout*ToffTon=T*DToff=T*（1-D）代入上式得Vin*D=Vout*（1-D）得到输出电压和占空比的关系Vout=Vin*D/（1-D）看下主要工作波形从波形图上可以看出，晶体管和二极管D1承受的电压应力都为Vs+Vo（也就是Vin+Vout）；再看最后一个图，电感电流始终没有降到0，所以这种工作模式为电流连续模式（Ccm模式）。

如果再此状态下把电感的电感量减小，减到一定条件下，会出现这个波形！从上图可以看出，电感电流始终降到0后再到最大，所以这种模式叫不连续模式（DCM模式）。

电力电子Power Electronic电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering 宽电压直流输入双端反激开关电源仿真与设计张明詹佩袁钥(西安西驰电气股份有限公司陕西省西安市710075 )摘要：本文为了满足装置内部控制供电需求，设计了一款具备宽电压直流输入、两路输出的双端反激开关电源；借助P S I M仿真软件，搭建了详细的电路仿真模型，通过仿真验证了环路的稳定性、电压调整率、负栽调整率等；最终通过实物的测试和整改，进一步验证仿真 糢型，对同类别双端反激开关电源的设计具有一定的理论和实践指导意义。

关键词：宽电压；双端反激；开关电源；P S I M仿真随着电力电子技术的不断发展，尤其是开关器件的高频化、控制策略的性能改进，电力电子产品逐渐趋向于小型化、高效化以及高功率密度化。

作为有目共睹的典型特例，以往的大体积、低效率的开关电源逐渐被淘汰，高频化、小体积、高效率的开关电源越来越得以推广。

随着开关电源技术的发展，衍生出了多种类别。

根据变压器输入输出绕组是否为同名端，开关电源可分为正激式和反激式；根据拓扑电路不同可分为不对称半桥、全桥等。

相对来说，目前在中、小功率段仍以反激式开关电源为主，究其原因主要有以下两点：(1) 反激式开关电源在开关导通时励磁，能量储存在变压器中，当开关管断开后，变压器中的能量才传递给负载，即不能实时传递能量，故不适合较大功率；(2)相对比其它拓扑，正激式开关电源需要额外的磁复位绕组及电路；全桥拓扑元器件多，大功率场合具有一定优势；不对称半桥虽然成本低，但损耗较大；最主要的，同等功率下，反激开关电源效率最高。

因此，反激开关电源经常用于各种装置、小系统的供电11]。

根据变压器原边绕组所接开关管的个数，反激式开关电源又可分为单端式和双端式。

其中，单端式应用最为广泛，常用于工频交流90-270V;当输入为较高的直流电压时，由于单端反激开关管关 断时尖峰电压较高，对开关管耐压要求较高，故经常采用双端反激。