最近幾年,，隨著多層線路板在開關(guān)電源電路中應(yīng)用，使得印制線路變壓器成為可能,，由于多層板,，層間距較小，也可以充分利用變壓器窗口截面,，可在主線路板上再 加一到兩片由多層板組成的印制線圈達到利用窗口,，降低線路電流密度的目的，由于采用印制線圈,，減少了人工干預(yù),，變壓器一致性好，平面結(jié)構(gòu),，漏感低,，偶合 好。開啟式磁芯,，良好的散熱條件,。由于其具有諸多的優(yōu)勢，有利于大批量生產(chǎn),，所以得到廣泛的應(yīng)用,。但研制開發(fā)初期投入較大,，不適合小規(guī)模生。

　　開關(guān)電源分為,，隔離與非隔離兩種形式,，在這里主要談一談隔離式開關(guān)電源的拓撲形式，在下文中,，非特別說明,，均指隔離電源。隔離電源按照結(jié)構(gòu)形式不同,，可分 為兩大類：正激式和反激式,。反激式指在變壓器原邊導通時副邊截止，變壓器儲能,。原邊截止時,，副邊導通，能量釋放到負載的工作狀態(tài),，一般常規(guī)反激式電源單管 多,，雙管的不常見。正激式指在變壓器原邊導通同時副邊感應(yīng)出對應(yīng)電壓輸出到負載,，能量通過變壓器直接傳遞,。按規(guī)格又可分為常規(guī)正激，包括單管正激,，雙管正 激,。半橋、橋式電路都屬于正激電路,。

　　正激和反激電路各有其特點,，在設(shè)計電路的過程中為達到最優(yōu)性價比，可以靈活運用,。一般在小功率場合可選用反激式,。稍微大一些可采用單管正激電路，中等功 率可采用雙管正激電路或半橋電路,，低電壓時采用推挽電路,，與半橋工作狀態(tài)相同。大功率輸出,，一般采用橋式電路,，低壓也可采用推挽電路。

　　反激式電源因其結(jié)構(gòu)簡單,，省掉了一個和變壓器體積大小差不多的電感,，而在中小功率電源中得到廣泛的應(yīng)用。在有些介紹中講到反激式電源功率只能做到幾十瓦,， 輸出功率超過100瓦就沒有優(yōu)勢,，實現(xiàn)起來有難度,。本人認為一般情況下是這樣的，但也不能一概而論,，PI公司的TOP芯片就可做到300瓦,，有文章介紹反 激電源可做到上千瓦，但沒見過實物,。輸出功率大小與輸出電壓高低有關(guān),。

　　反激電源變壓器漏感是一個非常關(guān)鍵的參數(shù)，由于反激電源需要變壓器儲存能量,，要 使變壓器鐵芯得到充分利用，一般都要在磁路中開氣隙,，其目的是改變鐵芯磁滯回線的斜率,，使變壓器能夠承受大的脈沖電流沖擊，而不至于鐵芯進入飽和非線形狀 態(tài),，磁路中氣隙處于高磁阻狀態(tài),，在磁路中產(chǎn)生漏磁遠大于完全閉合磁路。

　　變壓器初次極間的偶合,，也是確定漏感的關(guān)鍵因素,，要盡量使初次極線圈靠近，可采用三明治繞法,，但這樣會使變壓器分布電容增大,。選用鐵芯盡量用窗口比較長的磁芯，可減小漏感,，如用EE,、EF、EER,、PQ型磁芯效果要比EI型的好,。

　　關(guān)于反激電源的占空比，原則上軍用電源的最大占空比應(yīng)該小于0.5,，否則環(huán)路不容易補償,，有可能不穩(wěn)定，但有一些例外,，如美國PI公司推出的 TOP系列芯片是可以工作在占空比大于0.5的條件下,。 占空比由變壓器原副邊匝數(shù)比確定，本人對做反激的看法是,，先確定反射電壓(輸出電壓通過變壓器耦合反映到原邊的電壓值),，在一定電壓范圍內(nèi)反射電壓提高則 工作占空比增大，開關(guān)管損耗降低,。反射電壓降低則工作占空比減小,，開關(guān)管損耗增大,。當然這也是有前提條件，當占空比增大,，則意味著輸出二極管導通時間縮 短,，為保持輸出穩(wěn)定，更多的時候?qū)⒂奢敵鲭娙莘烹婋娏鱽肀ＷC,，輸出電容將承受更大的高頻紋波電流沖刷,，而使其發(fā)熱加劇，這在許多條件下是不允許的,。 占空比增大,，改變變壓器匝數(shù)比，會使變壓器漏感加大,，使其整體性能變,，當漏感能量大到一定程度，可充分抵消掉開關(guān)管大占空帶來的低損耗,，時就沒有再增大占 空比的意義了,，甚至可能會因為漏感反峰值電壓過高而擊穿開關(guān)管。由于漏感大,，可能使輸出紋波,，及其他一些電磁指標變差。當占空比小時,，開關(guān)管通過電流有效 值高,，變壓器初級電流有效值大，降低變換器效率,，但可改善輸出電容的工作條件,，降低發(fā)熱。如何確定變壓器反射電壓(即占空比)

　　有網(wǎng)友提到開關(guān)電源的反饋環(huán)路的參數(shù)設(shè)置,，工作狀態(tài)分析,。由于在上學時高數(shù)學的比較差，《自動控制原理》差一點就補考了,，對于這一門現(xiàn)在還感覺恐懼,，到現(xiàn) 在也不能完整寫出閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)，對于系統(tǒng)零點,、極點的概念感覺很模糊,，看波德圖也只是大概看出是發(fā)散還是收斂，所以對于反饋補償不敢胡言亂語,，但有有 一些建議,。如果有一些數(shù)學功底，再有一些學習時間可以再把大學的課本《自動控制原理》找出來仔細的消化一下,，并結(jié)合實際的開關(guān)電源電路,，按工作狀態(tài)進行分 析,。一定會有所收獲，論壇有一個帖子《拜師求學反饋環(huán)路設(shè)計,、調(diào)式》其中CMG回答得很好,，我覺得可以參考。

　　接著談關(guān)于反激電源的占空比(本人關(guān)注反射電壓,，與占空比一致),，占空比還與選擇開關(guān)管的耐壓有關(guān)，有一些早期的反激電源使用比較低耐壓開關(guān)管,，如 600V或650V作為交流220V 輸入電源的開關(guān)管,，也許與當時生產(chǎn)工藝有關(guān)，高耐壓管子,，不易制造,，或者低耐壓管子有更合理的導通損耗及開關(guān)特性，像這種線路反射電壓不能太高,，否則為使 開關(guān)管工作在安全范圍內(nèi)，吸收電路損耗的功率也是相當可觀的,。 實踐證明600V管子反射電壓不要大于100V,，650V管子反射電壓不要大于120V，把漏感尖峰電壓值鉗位在50V時管子還有50V的工作余量?，F(xiàn)在 由于MOS管制造工藝水平的提高,，一般反激電源都采用700V或750V甚至 800-900V的開關(guān)管。像這種電路,，抗過壓的能力強一些開關(guān)變壓器反射電壓也可以做得比較高一些,，最大反射電壓在150V比較合適，能夠獲得較好的綜 合性能,。 PI公司的TOP芯片推薦為135V采用瞬變電壓抑制二極管鉗位,。但他的*估板一般反射電壓都要低于這個數(shù)值在110V左右。這兩種類型各有優(yōu)缺點：

　　第一類：缺點抗過壓能力弱,，占空比小,，變壓器初級脈沖電流大。優(yōu)點：變壓器漏感小,，電磁輻射低,，紋波指標高，開關(guān)管損耗小,，轉(zhuǎn)換效率不一定比第二類低,。

　　第二類：缺點開關(guān)管損耗大一些，變壓器漏感大一些,，紋波差一些,。優(yōu)點：抗過壓能力強一些,，占空比大，變壓器損耗低一些,，效率高一些,。

　　反激電源反射電壓還有一個確定因素

　　軍用開關(guān)電源的反射電壓還與一個參數(shù)有關(guān)，那就是輸出電壓,，輸出電壓越低則變壓器匝數(shù)比越大,，變壓器漏感越大，開關(guān)管承受電壓越高,，有可能擊穿開關(guān)管,、吸收電 路消耗功率越大，有可能使吸收回路功率器件永久失效(特別是采用瞬變電壓抑制二極管的電路),。在設(shè)計低壓輸出小功率反激電源的優(yōu)化過程中必須小心處理,，其 處理方法有幾個：

　　1、 采用大一個功率等級的磁芯降低漏感,，這樣可提高低壓反激電源的轉(zhuǎn)換效率,，降低損耗，減小輸出紋波,，提高多路輸出電源的交差調(diào)整率,，一般常見于家電用開關(guān)電源，如光碟機,、DVB機頂盒等,。

　　2、如果條件不允許加大磁芯,，只能降低反射電壓,，減小占空比。降低反射電壓可減小漏感但 有可能使電源轉(zhuǎn)換效率降低,，這兩者是一個矛盾,，必須要有一個替代過程才能找到一個合適的點，在變壓器替代實驗過程中,，可以檢測變壓器原邊的反峰電壓,，盡量 降低反峰電壓脈沖的寬度，和幅度,，可增加變換器的工作安全裕度,。一般反射電壓在110V時比較合適。

　　3,、增強耦合,，降低損耗，采用新的技術(shù)，和繞線工藝,，變壓器為滿足安全規(guī)范會在原邊和副 邊間采取絕緣措施,，如墊絕緣膠帶、加絕緣端空膠帶,。這些將影響變壓器漏感性能,，現(xiàn)實生產(chǎn)中可采用初級繞組包繞次級的繞法?；蛘叽渭売萌亟^緣線繞制,，取消 初次級間的絕緣物，可以增強耦合,，甚至可采用寬銅皮繞制,。

　　文中低壓輸出指小于或等于5V的輸出，像這一類小功率電源,，本人的經(jīng)驗是,，功率輸出大于20W輸出可采用正激式，可獲得最佳性價比,，當然這也不是決對的,， 與個人的習慣，應(yīng)用的環(huán)境有關(guān)系,，下次談一談反激電源用磁性芯,，磁路開氣隙的一些認識，希望各位高人指點,。

　　反激電源變壓器磁芯在工作在單向磁化狀態(tài)，所以磁路需要開氣隙,，類似于脈動直流電感器,。部分磁路通過空氣縫隙耦合。為什么開氣隙的原理本人理解為：由于功 率鐵氧體也具有近似于矩形的工作特性曲線(磁滯回線),，在工作特性曲線上Y軸表示磁感應(yīng)強度(B),，現(xiàn)在的生產(chǎn)工藝一般飽和點在400mT以上，一般此值 在設(shè)計中取值應(yīng)該在200-300mT比較合適,、X軸表示磁場強度(H)此值與磁化電流強度成比例關(guān)系,。磁路開氣隙相當于把磁體磁滯回線向X 軸向傾斜，在同樣的磁感應(yīng)強度下,，可承受更大的磁化電流,，則相當于磁心儲存更多的能量，此能量在開關(guān)管截止時通過變壓器次級瀉放到負載電路,，反激電源磁芯 開氣隙有兩個作用,。其一是傳遞更多能量，其二防止磁芯進入飽和狀態(tài),。

　　反激電源的變壓器工作在單向磁化狀態(tài),，不僅要通過磁耦合傳遞能量,，還擔負電壓變換輸入輸出隔離的多重作用。所以氣隙的處理需要非常小心,，氣隙太大可使漏感 變大,，磁滯損耗增加，鐵損,、銅損增大,，影響電源的整機性能。氣隙太小有可能使變壓器磁芯飽和,，導致電源損壞

　　所謂反激電源的連續(xù)與斷續(xù)模式是指變壓器的工作狀態(tài),，在滿載狀態(tài)變壓器工作于能量完全傳遞，或不完全傳遞的工作模式,。一般要根據(jù)工作環(huán)境進行設(shè)計,，常規(guī)反 激電源應(yīng)該工作在連續(xù)模式，這樣開關(guān)管,、線路的損耗都比較小,，而且可以減輕輸入輸出電容的工作應(yīng)力，但是這也有一些例外,。 需要在這里特別指出：由于反激電源的特點也比較適合設(shè)計成高壓電源,，而高壓電源變壓器一般工作在斷續(xù)模式，本人理解為由于高壓電源輸出需要采用高耐壓的整 流二極管,。由于制造工藝特點,，高反壓二極管，反向恢復(fù)時間長,，速度低,，在電流連續(xù)狀態(tài)，二極管是在有正向偏壓時恢復(fù),，反向恢復(fù)時的能量損耗非常大,，不利于 變換器性能的提高，輕則降低轉(zhuǎn)換效率,，整流管嚴重發(fā)熱,，重則甚至燒毀整流管。由于在斷續(xù)模式下,，二極管是在零偏壓情況下反向偏置,，損耗可以降到一個比較低 的水平。所以高壓電源工作在斷續(xù)模式,，并且工作頻率不能太高,。 還有一類反激式電源工作在臨界狀態(tài)，一般這類電源工作在調(diào)頻模式，或調(diào)頻調(diào)寬雙模式,，一些低成本的自激電源(RCC)常采用這種形式,，為保證輸出穩(wěn)定，變 壓器工作頻率隨著,，輸出電流或輸入電壓而改變,，接近滿載時變壓器始終保持在連續(xù)與斷續(xù)之間，這種電源只適合于小功率輸出,，否則電磁兼容特性的處理會很讓人 頭痛

　　反激開關(guān)電源變壓器應(yīng)工作在連續(xù)模式,，那就要求比較大的繞組電感量，當然連續(xù)也是有一定程度的,，過分追求絕對連續(xù)是不現(xiàn)實的,，有可能需要很大的磁芯，非常 多的線圈匝數(shù),，同時伴隨著大的漏感和分布電容,，可能得不償失。那么如何確定這個參數(shù)呢,，通過多次實踐,，及分析同行的設(shè)計，本人認為,，在標稱電壓輸入時,，輸 出達到50%~60%變壓器從斷續(xù)，過渡到連續(xù)狀態(tài)比較合適,?；蛘咴谧罡咻斎腚妷籂顟B(tài)時，滿載輸出時,，變壓器能夠過渡到連續(xù)狀態(tài)就可以了,。