变压器设计 - 同步整流实现反激变换器设计

3.2 变压器设计

　　反激变换器工作于DCM，但随着输入电压减小或负载电流增大，占空比变大，可能会从DCM 变成CCM。因此为保证反激变换器在整个输入电压和负载电流变化范围内都工作在DCM 且占空比不超过要求的最大值，设计变压器满足反激变换器在输入电压最小Ui =100V、负载电流Io =4A 和效率η =80%时工作在电流临界连续模式，且占空比不超过要求的最大值 Dmax =0.45。选用EI 型铁氧体磁芯，其型号为EI30，为减少漏感，采用三明治绕法绕制变压器。初级电感为146.85μH，变压器的匝比为：

　　

 

　　初级绕组 N p选用直径为0.56mm 的铜线单股绕制，次级绕组 Ns 选用直径为0.56mm 的铜线3 股并绕，辅助绕组 Na 选用直径为0.56mm 的铜线单股绕制。

　　3.3 RCD 箝位电路设计

　　当开关管 Q 关闭时，初级电感 Lp 中的能量将转移到次级输出，但漏感Ll 中的能量将不能传递到次级，转移到箝位电路的电容Cc ，然后这部分能量被箝位电阻 R c消耗。电容c C上的电压在开关管关断的一瞬间冲上去，然后一直处于放电状态。电容 C c的值应取得足够大以保证其在吸收漏感能量和释放能量时自身两端电压uc( t )纹波足够小。因此电容Cc 两端电压uc( t )为基本为恒定值Uc 。同时电容 Cc 上的电压不能低于次级到初级的反射电压Uo × (Np / Ns )，否则开关管关断期间，二极管导通，RCD 箝位电路将成为该变换器的一路负载。因此开关管承受的尖峰电压被箝位为：

　　

 

　　输入电压最大值为 Uimax ，开关管的最大耐压值为 U dsmax，考虑80%的降额使用系数，则电容 C c两端电压Uc 的大小可由式(1)确定。

　　

 

　　漏感存储的能量完全被电阻Rc 消耗，则电阻 Rc 的大小可由式(2)确定。

　　

 

　　为保证电容 Cc 两端电压纹波足够小，需RcC c 》 Ts ，取10 倍关系，则电容 C c的大小由式(3)确定。

　　

 

　　选用美国Fairchild 公司生产的FQPF5N60 场效应管，该管允许通过的最大电流为5A，最大耐压值为600V;漏感取变压器初级电感的3%，4.5μH。RCD 箝位电路中，取 R c为6KΩ，Cc 为0.015μF， VDc 采用快恢复二极管FR107。

　　3.4 电流检测电路设计

　　初级电感电流通过插入一个与开关Q的源极串联的以地为参考的取样电阻RS转换成电压。此电压由电流取样输入端(3 脚)监视并与来自误差放大器的输出电平比较。在正常的工作条件下，初级电感电流峰值由误差放大器的输出 U e控制，满足：

　　

 

　　电流检测比较器反向输入端箝位电压为1V，因此初级电感电流峰值限制为：

　　

 

　　取RS 为0.33Ω，在RS 和3 脚之间，常用R、C 组成一小的滤波器，用于抑制功率管开通时产生的电流尖峰，其时间常数近似等于电流尖峰持续时间(通常为几百纳秒)，取R为1KΩ，C 为470pF。