【专题】反激式电源设计及应用一(经整理)

为提高大家的兴趣,我先讲一点变压器.
大家都知道变压器有两种绕法:顺序绕法和夹层绕法.这两种绕法对EMI和漏感有不同的影响.
顺序绕法一般漏感为电感量的5%左右,但由于初,次级只有一个接触面,耦合电容较小,所以EMI比较好.
夹层绕法一般漏感为电感量的1-3%左右,但由于初,次级只有两个接触面,耦合电容较大,所以EMI比较难过.一般30-40W以下,功率不大,漏感能量还可以接受,所以用顺序绕法比较多,40W以上,漏感的能量较大,一般只能用夹层绕法.

变压器的漏感主要与哪些因素有关呢?
我看到你的关于变压器的绕法,觉得你的经验很丰富.我想请教一个问题:变压器的漏感主要与哪些因素有关呢?

几个因素,最重要的两个.
绕组顺序:夹层绕法一般是先初级,后次级的1/2-1/3.
变压器形状:长宽比越大的变压器漏感越小.

如何确定功率?
在反激式开关电源中,变压器相当于电感的作用.在开关管导通时,变压器储能,开关管关断时,变压器向次级释放能量.那么功率由开关管导通电流确定还是电感量确定?
在反激开关电源变压器设计时,如何计算变压器的气隙?
能否详细介绍开关电源的斜率补偿的作用,原理?

你这个问题问的不是很科学.
功率既不是由电感量确定,也不是由开关管确定,是由你的需要确定.
一般程序是这样,由功率和经验效率确定变压器的型号,也可以由“AP”等书上介绍的方法确定变压器,我一般是根据经验确定,要求比较严格时用允许温升确定变压器型号.确定变压器后其他参数可算出.包括开关管的电流,这样就可以选管子.
变压器的气隙有相关的公式计算,但注意气息一般不要大于1毫米,否则可能引起边缘磁通效应使初级有过热点.
反激电压方式不需要斜率补偿.电流方式大于50%脉宽,或为了防止噪音影响需要加,计算方法可参考3842应用指南.

都有关
非连续状态下: 初级电感中的单位时间储存的能量:W=1/2*Lp*Ip^2*f
Lp:初级电感量
Ip:初级电流峰值
f:频率

开关管关闭时,上述能量向次级传送,一部分被损耗,剩下的为输出功率.

GO ON:变压器的两种屏蔽层.
在小功率电源变压器中,一般有两种两种屏蔽层,铜薄和绕组.铜薄的原理是切断了初次级间杂散电容的路径,让其都对地形成电容,其屏蔽效果非常好,但工艺,成本都上升.绕组屏蔽有两种原理都在起作用:切断电容路径和电场平衡.所以绕组的匝数,绕向和位置对EMI的结果都有很大影响.可惜我不会在这里画图来讲解,总之有一点:屏蔽绕组感应的电压要和被屏蔽绕组工作时的电压方向相反.
屏蔽绕组的位置对电源的待机功耗有较大的影响.下节讲变压器浸漆和屏蔽绕组位置对待机功耗的影响.

能否再详细一些
最好还是能够用例图来说明.变压器是电源里非常非常重要的器件,有很多设计技巧在里面.你的选题都特别好,是我们特别想知道的,所以如果能象LEO那样用图和理论分析加以说明,一定会对大家大有裨益的.最好能结合FLYBACK电路来讲.

你都试过什么文件格式?

你说的屏蔽层是不是这个意思
只是起隔离作用的一个隔离层?(对不起,我接触的都是些通讯电源和仪表电源都是体积小的二次片式电源,所用的变压器也都是采用体积小的表贴变压器,没有用什么屏蔽层,也没有见过其它同类电源用屏蔽层),你所说的用了屏蔽层的电源主要用在哪方面?这样一来是不是体积就大了呢?还有你的“屏蔽绕组感应的电压要和被屏蔽绕组工作时的电压方向相反”是什么意思?还有,你的屏蔽绕组输出接哪儿?最好能图文结合,这样大家的兴趣不是就来了吗?

对啊,我也想知道
铜薄和绕组屏蔽分别用在什么场合?

对,还是详细些好 .
绕组屏蔽的匝数,绕向和位置对EMI怎样产生影响呢?

你的结论性的叙述确实很难讨论的.

屏蔽的“接地”
屏蔽在初次级间时,其接地可以不接,接原边地,接次边地,接大地几种形式,一般接原边的地的情况较多.不知道cmg兄是如何处理的.
变压器的外部加屏蔽,特别在flyback中,由于要加气隙,在批量小或简单起见,不是只在中间加,而是磁心截面全有气隙,为减小外部气隙的磁场干扰,而加屏蔽的,此屏蔽一般接大地.

是EMI屏蔽,非安全屏蔽.
可以接原边的地线,也可以接原边的高压端,EMI几乎没有分别,因为有高压电容存在,上下对共模信号(一般大于1M后以共模干扰为主)来说是等电位的.
变压器的外部屏蔽可以不接,也可以接初级地线,其对EMI的影响看绕组内部的情况,但注意安规的问题,接初级地线,磁芯就是初级.

漏感很重要吗?
设计出一个变压器,你能说说一步一步该怎么走么,就是你设计的流程!

赞同!
建议:如果有相关的资料下载就好了!

你再详细的看一下此BBS的所有帖子.
有很多人都说过了,都差不多,我不在重复了.

可我才参加讨论
我设计了个辅助电源,磁芯给定了,我就不会算匝数,每本书上的公式都不一样,我看了你们的讨论,也没有一个人详细的说说,其实讨论这么多,还不如具体的举一个例子,一步一步的教会大家做了,然后再展开讨论,你说呢?

屏蔽绕组的位置对电源的待机功耗有较大的影响?不太明白
是不是这个意思:屏蔽绕组对变压器的工作有影响,例如漏感,尖峰,离散电容等?

屏蔽绕组对变压器的工作有影响
屏蔽绕组为了起到很好的作用,一般紧靠初级,这样它跟初级绕组之间形成一个电容,屏蔽绕组一般接初级地线或高压端,这个电容就相当于接在MOS的D-S端,很明显造成很大的开通损耗.影响了待机功耗,对3842控制来说还可能引起空载不稳定.当然,加屏蔽也会使漏感增大,但此影响在空载时是次要的.

明白了.那是不是减小了关断损耗呢?
如果关断损耗比开通损耗大呢?

理论上关断损耗会小.
但由于关断电路作用都很强,MOS速度又快,所以对关断的损耗影响很小.
另外屏蔽引起的损耗严格来说不全算开通损耗,有一部分是导通损耗,在开通瞬间和导通后,电容放电.用电流探头可以很明显看到导通瞬间有一个很大的尖峰.

我所在的公司用的方法跟你的有一點不一樣.
我公司很多人都是先初級1/2-次級-初級1/2,大家叫這為三明治繞法

CMG,我很欣賞你的觀點,
你說的過熱點指的是鐵芯還是線包,我所做的變壓器都是中柱加气隙,加气隙是磨掉一點,以實際調整為准.在CCM模式下,計算的電感量往往不夠,要大點才行,我這樣做行嗎?

加屏蔽銅箔增加不了多少成本
假如銅箔接在初級地上,問題在于加了屏氣銅箔,對地的分布電容會增加,初次馺什么信號會落地?我有試過有加了銅箔,特別在低壓輸入滿載輸出效果會更差的情況,實在是想不出是什么原因.
   繞組屏蔽我有見過博儀的電源,基本上就相當于銅箔,也接在初級的地上,經測試EMI,二者沒有大的區別

再請教一下
\"屏蔽绕组一般接初级地线或高压端,这个电容就相当于接在MOS的D-S端\"說得很對,只是在開通時,MOSFET導通,此時這個電容應該不起作用,相反在關斷時,因此電容的存在,我覺得損耗會大,我理解得同你差別太大,能解釋一下嗎.你可是我的崇拜者喲!

接地点很重要
!

屏蔽层的位置
屏蔽层,可能有几种位置.我想问一下,在最里层、初次级中间和最外层有什么区别?

问个入门的问题!
Ip:初级电流峰值,怎么确定?

夹层?
好象是先原边的二分之一,再逼边,再原边的二分之一吧!

很大的电流尖峰?
我看到很大的电流尖峰,你说的尖峰是不是在FLYBACK的MOSFET开通时有一个很大的尖峰,我以前一直没法理解这是怎么来的,但我的变压器好象没有什么屏蔽呀,只是中间加了绝缘胶带