双重绝缘或加强绝缘 基本绝缘或附加绝缘 基本绝缘或附加绝缘 基本绝缘
>250V ≥150V，≤250V ≥150V，≤250V <150V
谢谢!
16V-100V输入
24V输出
二.反激变换器的基本工作原理
(一)反激变换器的工作过程:
(二)反激变压器的气隙问题
(三)反激变换器的假负载问题: (四)反激变换器的占空比问题:
二.反激变换器的基本工作原理
(一)反激变换器的工作过程:
开通
关断
1.开通: 把能量存储在磁芯和气隙里 2.关断: 把存储在磁芯和气隙里能量通过次级绕组释放给负载
耐压测试中施加峰值脉冲电 压 Up 当CR≤1.0uF，Up=4.0kV； 当CR>1uF，Up=4/CR1/2 kV.
X2
≤2.5kV
Ⅱ
普通
当CR≤1.0uF，Up=2.5kV； 当CR>1.0uF，Up=2.2/CR1/2 —
X3
≤1.2kV
—
普通
4.X与Y电容
Y电容的电压等级情况见下表： 安规电容 安全等级 Y1 Y2 Y3 Y4 绝缘类型 额定电压范围 耐压测试中施加峰 值脉冲电压 Up 8.0kV 5.0kV — 2.5kV
因此得出:
1.传导测试的频率为:150KHz--30MHz 2.辐射为30MHz--1GHz
2. 共模噪声与差模噪声
共模噪声:共模噪声存在于L与PE之间和N与PE之间,大小相等,相位相同. 差模噪声:差模噪声存在于L与N之间,大小相等,相位相差180度.
3.共模电感与差模电感
共模电感
共模噪声通路: 输入
1.功率变压器的设计
(3)确定原边匝数
N1
L1 p I1 pk Ae Bw
从公式可以看出,在确定原边匝数的时候,我们需要确定四个量. 1.原边峰值电流 2.原边电感 3.磁芯截面积 4.磁感应强度
I 1 pk
2 U out I out U in Dmax
U in(min) Ton (max) I1 pk
Lcm1
Cy PE
Lcm2 PE
Cy
输出
3.共模电感与差模电感
差模电感
差模电感
4.X与Y电容
4.X与Y电容
安规电容根据使用场合的不同有不同的电压等级，X电容的电压等级情况见下表：
安规电容 安全等级 X1
应用中允许的 峰值脉冲电压 >2.5kV ≤4.0kV
过电压等级 （IEC664）
应用场 合 高峰值 脉冲电 压
二.反激变换器的基本工作原理
(二)反激变换器的气隙问题
反激变换器的能量究竟是存在气隙里还是磁芯里??
现在我们假设存在气隙,则存储在磁芯中的能量: 存储在气隙中的能量:
0 r
Lg
真空磁导率 相对磁导率 气隙长度
Eg
B2 Lg Ae 20
B2 Le Ae Ec 20 r
气隙存储能量 E g Lg r 磁芯存储能量 Ec Le
二.反激变换器的基本工作原理
思考题:
1.如果把气隙继续加大,那么存储的能量是否一直加大? 2.反激变换器为什么要加气隙? 3.如果不加气隙反激变换器能工作吗?
漏掉的太多啦! 举例:
1.不加气隙 2.正激变换器加了气隙
储能啊!
二.反激变换器的基本工作原理
(三)反激变换器的假负载问题:
炸!
反激变换器如果没有负载,会出现什么情况?
反过来看：
伏秒平衡就是磁心正向磁化等于反向磁化，也就是磁平衡。
(二).铁损=铜损的讨论
“铁损=铜损”的来源:
工频变压器设计中： 1.绕组较多 2.绕组占面积大 高频变压器设计中: 采用非常细的漆包线作为绕组. 这一经验法则并不成立。
工频变压器优化设计经验
在开关电源高频变压器设计中，确定优化设计有很多因素，而“铁损=铜损”其实是
L1 p
磁感应强度一般不超过0.3T.
1.功率变压器的设计
现在我们知道了:1.磁芯型号 对于变压器设计来说: 我们相当于完成了30%的任务.但是我们心里有底了! 2.原边匝数 3.副边匝数
剩下的任务:
1.确定原边线径大小 2.确定副边线径大小 3.确定气隙 4.确定绕法 5.计算损耗
6.别忘了还有穿透深度的问题,选导线要注意
1.X电容 2.Y电容 3.共模电感 4.差摸电感
1. 传导与辐射
辐射
30MHz--1GHz
数 字 视 频 设 备
开关电源
150KHz--30MHz
传导
1. 传导与辐射
电磁波的波长与频率的关系式:
当频率 f=30MHz的时候,电磁波的波长正好是10m.
V f
1.当频率大于30MHz时:
此时我们的电源线还不足一个波长,向空中辐射的效率很低,噪声主要从导线上跑了. 2.当频率大于30MHz时: 电磁波的波长越来越短,噪声主要以空间辐射为主了.
二.反激变换器的基本工作原理
假设有一个变压器:
相对磁导率为2000 气隙长度为1mm, 磁路长度为100mm,的磁环
气隙存储能量 E g Lg r 1 2000 20 磁芯存储能量 Ec Le 100 1
结论: 反激变换器决大部分能量存储在气隙里.
磁路和电路的相似性去理解磁路.
(d)是隔离的升降压变换器；
一.反激变换器的拓扑分析
BUCK-BOST变换器应用举例:
太阳能LED照明灯一种应用电路
希望大家能理解:
BUCK—BOST变换器：既可以升压也可以降压!
一.反激变换器的拓扑分析
Flyback变换器的特点：
1.具有隔离功能的BUCK—BOST变换器 2.既可以升压也可以降压
最少受关注的一个方面。 在高频变压器的设计中，铁损和铜损可以相差较大，有时 两者差别甚至可以达到一个数量级之大，但这并不代表该高频变压器设计不好。
举例：凌太华的项目
(三).导线的的电密一般取为2A/mm2--4A/mm2
结论:
1.优化设计与绕组电流密度大小并没有关系。 2.这样的取的目的是为了简化计算,但并不是最优
B
U T NS
U in Ton B N pS
B U o Toff Ns S
正向磁化等于反向磁化
U in Ton U o Toff Np Ns
(一).伏秒平衡原理的理解 伏 秒
秒
伏
U in Ton U o Toff Np Ns
结论:
原边伏秒积 每匝 副边伏秒积 每匝
(一).伏秒平衡原理的理解
法拉第电磁感应定律： 可以推出：U N
d UN dt
d ( BS ) dt
dB B U NS NS dt T
U T B NS
(一).伏秒平衡原理的理解
U T B NS
对于反激变换器而言： Q导通期间：磁芯正向磁化 Q关断期间：磁芯反向磁化
举例：MPW1500-48A就把反激做成70%。
三.反激变换器功率器件的设计
1.功率变压器的设计 2.功率MOS管的选择 3.功率整流管的选择
1.功率变压器的设计
(1)确定匝比
U 1 N1 U2 N2
说明: 最大占空比一般情况下我们设计为小于0.5; 如果是刚学设计变压器,不妨设为0.5; 匝比要保证在最低输入电压情况下能满载输出
1.功率整流管承受的最大反向关断电压 2.功率整流管承受的最大导通电流
最大反向关断电压 = 输入电压/匝比 + 输出电压
最大电流 = 变压器副边峰值电流=原边峰值电流 * 匝比
注:这是理论计算数值,实际上比这高!
四.变压器设计中几个概念的探讨
(一).伏秒平衡原理的理解
(二).铁损=铜损的讨论 (三).导线的的电密一般取为2A/mm2--4A/mm2
2.功率MOS管的选择
功率MOS管选择的最主要参数: 1.MOS管关断期间承受的最大关断电压 2.MOS管开通时承受的最大导通电流 MOS管承受的最大关断电压 = 输入电压 + 输出电压 * 匝比 MOS管承受的最大电流 = 变压器原边峰值电流
注:这是理论计算数值,实际上比这高!
3.功率整流管的选择
反激变换器的原理与设计
CP-HW开发部 贺文涛
内容提纲
一.反激变换器的拓扑分析
二.反激变换器的基本工作原理
三.反激变换器的主功率器件设计 四.变压器设计中几个概念的探讨 五.输入滤波器中几个概念的简单介绍
一.反激变换器的拓扑分析
(a)是降压变换器；
(b)是升压变换器（一般不超过5倍)；
(c)是升降压变换器；
有时候我们看不到假负载,并不代表没有假负载,可能是 利用电压采样电路代替假负载
二.反激变换器的基本工作原理
(四)反激变换器的占空比问题: 小于50%:
一般情况下，反激变换器的占空比都做成小于50%，这样 做的目的，可能是因为反激功率比小，做成电流断续模 式比较容易。
大于50%:
但是我们应该明白，反激变换器的占空比可以大于 50%，从理论上说，只要满足伏秒平衡既可。
导线的优化设计要点:
1.绕组中有多少损耗， 2.散热措施是否足散热时,电密要取的很小. 第二种情况: 油浸散热时,电密可以取的很大.
在开关电源的实际研制中:
我们并不关心电流密度是多大，而关心的只是线包有多热？温升和损耗是否可以接受？
五. 输入滤波器概念的简单介绍
N
U in(min) Dmax U out (1 Dmax )
U inTon N U out Toff
1.功率变压器的设计
(2)磁芯的初步选择
有经验的工程师: 基本上一步选择到位,然后稍加调整既可. 对于我们刚刚上手的兄弟们: 我们可以通过查表,粗略的估计变压器的基本型号.