先确定主路反馈绕组匝数,其他绕组的匝数以主路绕组匝数作为参考即可。主反馈回路绕组匝数为:
则其余输出绕组的匝数为:
辅助线圈绕组的匝数Na为:
7. Step7:确定每个绕组的线径
根据每个绕组流过的电流RMS值确定绕组线径。
初级电感绕组电流RMS:
次级绕组电流RMS由下式决定:
ρ为电流密度,单位:A/mm2,通常,当绕组线圈的比较长时(>1m),线圈电流密度取5A/mm2;当绕组线圈长度较短时,线圈电流密度取6~10A/mm2。当流过线圈的电流比较大时,可以采用多组细线并绕的方式,以减小集肤效应的影响。
其中,Ac是所有绕组导线截面积的总和,KF为填充系数,一般取0.2~0.3.
检查磁芯的窗口面积(如图7(a)所示),大于公式21计算出的结果即可。
8. Step8:为每路输出选择合适的整流管
每个绕组的输出整流管承受的最大反向电压值VD(n)和均方根值IDrms(n)如下:
选用的二极管反向耐压值和额定正向导通电流需满足:
9. Step9:为每路输出选择合适的滤波器
第n路输出电容Cout(n)的纹波电流Icaprms(n)为:
选取的输出电容的纹波电流值Iripple需满足:
输出电压纹波由下式决定:
有时候,单个电容的高ESR,使得变换器很难达到我们想要的低纹波输出特性,此时可通过在输出端多并联几个电容,或加一级LC滤波器的方法来改善变换器的纹波噪声。注意:LC滤波器的转折频率要大于1/3开关频率,考虑到开关电源在实际应用中可能会带容性负载,L不宜过大,建议不超过4.7μH。
10. Step10:钳位吸收电路设计
如图8所示,反激变换器在MOS关断的瞬间,由变压器漏感LLK与MOS管的输出电容造成的谐振尖峰加在MOS管的漏极,如果不加以限制,MOS管的寿命将会大打折扣。因此需要采取措施,把这个尖峰吸收掉。
反激变换器设计中,常用图9(a)所示的电路作为反激变换器的钳位吸收电路(RCD钳位吸收)。
RClamp由下式决定,其中Vclamp一般比反射电压Vor高出50~100V,LLK为变压器初级漏感,以实测为准:
(图9 RCD钳位吸收)
CClamp由下式决定,其中Vripple一般取Vclamp的5%~10%是比较合理的:
输出功率比较小(20W以下)时,钳位二极管可采用慢恢复二极管,如1N4007;反之,则需要使用快恢复二极管。