连载二：电源用什么拓扑结构？哪些因素去衡量？

三、元器件设计

例：Flyback主电路中哪些元器件需要我们设计?

① 计算电路工作参数。输入、输出电压

② 运行参数。开关频率、最大占空比

③ 变压器。

④ 开关管－电压，电流

⑤ 副边二极管－电压、电流

⑥ 输出滤波电容

⑦ 吸收电路

设计步骤

（一）、确定输入直流母线的电压变化范围：

1）随输入变化范围

2）每个工频周期内电压变化

（二）、设计开关频率fs，最大占空比Dmax＝0.45

• 按照要求设定开关频率

• 根据输入功率，并假定最低电压最大占空比，刚好临界连续，然后确定电感峰值电流

P_inmax＝P_omax/efficiency

I_avgmax=P_inmax/VDCmin

I_peak=2*I_avgmax/D

（三）、设计反激变压器

– 根据最大峰值电流，确定原边电感量

P_inmax＝0.5*L_m*I_peak²*f_s

– 根据经验，选定磁芯尺寸，计算原边匝数。

N_p＝（L_m*I_peak)/(A_e*B_max)

A_e是磁芯截面积；B_max是设计的最大磁通密度。

– 根据电感量和匝数，设计气隙。

– 根据原边开关管的额定电压选择合适的匝比。为了获得较好的副边交叉调整率，有时候需要调整变压器原边的匝数。

例：副边V_o1：V_o2＝5：3

初步计算得到：N_s1＝3，N_s2＝1.8；如果Ns2取2匝，则调整率可能比较差。于是，修改副边匝数，N_s1=5，N_s2＝3。

(四）、开关管选择：功率MOSFET

• 开关管电压应力：

例：原边选择650V的MOSFET，则原边的开关管的电压应力不应超过600V。

于是计算最大应力：

V_pmax=V_DCmax＋（V_o＋V_drop）*N_p/N_s+60V

• 开关管电流应力：

– 计算变压器原边的最大电流

一般情况下：V_o*N/N_s<140V；

考虑，原边开关管的应力，副边二极管的电压应力，最大占空比三者折衷。

（五）、副边二极管的选择：

– 快恢复二极管

– 计算二极管的耐压

V_D＝(V_dcmax*N_s/N_p+V_o)*1.3

（六）、输出滤波电容的选择：

根据电流/电压应力，纹波要求，选择电解电容。

（七）、RCD 吸收电路

• 考虑问题点：

1）吸收效果

2）损耗尽可能小

吸收效果与损耗之间折衷！

不仅对FLYback，所有存在R的吸收电路都同样的设计原则。

损耗估算方法：

1）P_snuber=V_c2/R

◆MOSFET关断时,当Vds超过RCD缓冲电路中的电容两端的电压VSN时,缓冲二极管导通.尖峰电流被RCD电路吸收,从而削减了尖峰电流. 缓冲电容一定要足够大,才能保证在一个开关周期内电容两端的电压没有显著变化.但是吸收电容太大，也会增加缓冲电路的损耗。必须折中。

◆吸收电路消耗的电能可由下式计算得。则取电阻为3W的功率电阻，其阻值和电容值可由软件计算得，如下图

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