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学习课程
授课教师
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陆冰

德州仪器系统工程师德州仪器技术委员会资深委员（SMTS）

陆冰博士于2006年从弗吉尼亚理工及州立大学获得博士学位并加入德州仪器，专注于AC/DC及隔离DC/DC控制芯片的研发及技术支持。参与并领导了各类电源控制芯片的研发，包括PFC，LLC，同步整流，反激电路，全桥及半桥控制芯片。现为高电压控制器系统工程师及德州仪器技术委员会资深委员（SMTS）。

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本节课件

《反盗版盗链声明》

课程介绍

正激变换器

总章节：6
课程时长：01:00:42

这章课程中我们讲解了正激变换器的基本工作原理。由于正激变换器和Buck电路非常类似，电路的讲解主要关注于变压器的去磁及开关管的电压电流应力。通过对于不同的去磁方式的分析，我们介绍了双管正激及有源钳位正激的基本工作原理。最后给出了正激电路的设计步骤及设计举例。

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陆冰

德州仪器系统工程师德州仪器技术委员会资深委员（SMTS）

陆冰博士于2006年从弗吉尼亚理工及州立大学获得博士学位并加入德州仪器，专注于AC/DC及隔离DC/DC控制芯片的研发及技术支持。参与并领导了各类电源控制芯片的研发，包括PFC，LLC，同步整流，反激电路，全桥及半桥控制芯片。现为高电压控制器系统工程师及德州仪器技术委员会资深委员（SMTS）。

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00:00

正激变换器设计举例

正激变换器的设计指标是在全电压范围内，输入电压为交流85伏AC到264伏AC，输出为390伏DC。为了防止输出电压的剧烈变化，在PFC输出电容中储存能量以保证输出电压的稳定。正激变换器的输出电压为5伏，最大输出电流为50安培，开关频率为100千赫兹。为了降低开关管的电压应力，采取了双管正激的架构。为了降低导通损耗，在副边采用了同步整流管，并将其放在电流的返回通路上。

正激变换器的设计指标是在全电压范围内，输入电压为交流85伏AC到264伏AC，输出为390伏DC。为了防止输出电压的剧烈变化，在PFC输出电容中储存能量以保证输出电压的稳定。正激变换器的输出电压为5伏，最大输出电流为50安培，开关频率为100千赫兹。为了降低开关管的电压应力，采取了双管正激的架构。为了降低导通损耗，在副边采用了同步整流管，并将其放在电流的返回通路上。

01:45

变压器匝比的计算

首先讨论了变压器匝比的计算方法，最大占空比为50%，设计余量为45%。输入电压最低时，原边占空比最大，为45%，输出电压为最低输入电压乘以最大占空比，再乘以副边对原边的匝比，得出原边到副边的匝比为27。输入电压最高时，原边的占空比最小，为34.6%。

首先讨论了变压器匝比的计算方法，最大占空比为50%，设计余量为45%。输入电压最低时，原边占空比最大，为45%，输出电压为最低输入电压乘以最大占空比，再乘以副边对原边的匝比，得出原边到副边的匝比为27。输入电压最高时，原边的占空比最小，为34.6%。

02:46

输出电感计算

1. 输出电感的计算是基于电感的纹波电流，通常设计为输出电流的20%。 2. 输出电感的纹波最大值出现在输入电压最高时，可以通过电感的放电阶段来计算。 3. 输出电感的纹波峰峰值等于1-D除以开关频率乘上电感电流下降的斜率。 4. 输出电感的电流应力的平均电流等于输出电流的50安培。 5. 输出电感电流的最大值等于输出电流加上一半的电流的峰峰值，约为55个安培。

1. 输出电感的计算是基于电感的纹波电流，通常设计为输出电流的20%。 2. 输出电感的纹波最大值出现在输入电压最高时，可以通过电感的放电阶段来计算。 3. 输出电感的纹波峰峰值等于1-D除以开关频率乘上电感电流下降的斜率。 4. 输出电感的电流应力的平均电流等于输出电流的50安培。 5. 输出电感电流的最大值等于输出电流加上一半的电流的峰峰值，约为55个安培。

04:35

原边开关管的电压应力的计算

原边开关管的电压应力等于输入电压，通常选取耐压大于输入电压的MOSFET。 MOSFET的电流应力计算是将输出电感的电流折算到原边，并乘以副边的匝数除以原边的匝数。开关管导通时，电流流过开关管，最大值为输出电感的峰值电流折算到原边。开关管电流的有效值可以用方波的公式来计算。电流纹波较小，可以将梯形波近似为方波。

原边开关管的电压应力等于输入电压，通常选取耐压大于输入电压的MOSFET。 MOSFET的电流应力计算是将输出电感的电流折算到原边，并乘以副边的匝数除以原边的匝数。开关管导通时，电流流过开关管，最大值为输出电感的峰值电流折算到原边。开关管电流的有效值可以用方波的公式来计算。电流纹波较小，可以将梯形波近似为方波。

05:15

原边开关管电压电流应力的计算

1. 计算同步整流管的电压电流应力，其中电压应力为最高原边电压反射到副边。 2. 输入电压加在变压器的原边，通过去磁二极管加载到副边，副边电压为负。 3. 输入电压最高时，SR1和SR2上的电压应力最大，最大电压为最高输入电压乘以副边电压除以80%。 4. SR的耐压应大于最高电压除以80%加两倍的击穿电压，选择40伏的SR。 5. 计算SR1和SR2的电流应力，电流峰值为55A，有效值在开关管占空比最大时为35.3A，最小时为48.6A。

1. 计算同步整流管的电压电流应力，其中电压应力为最高原边电压反射到副边。 2. 输入电压加在变压器的原边，通过去磁二极管加载到副边，副边电压为负。 3. 输入电压最高时，SR1和SR2上的电压应力最大，最大电压为最高输入电压乘以副边电压除以80%。 4. SR的耐压应大于最高电压除以80%加两倍的击穿电压，选择40伏的SR。 5. 计算SR1和SR2的电流应力，电流峰值为55A，有效值在开关管占空比最大时为35.3A，最小时为48.6A。

08:54

输出电容的计算

1. 输出电容的计算和Buck电路一样，基于输出电压的纹波。 2. 通常纹波为输出电压的一部分，假设为1%。 3. 利用电荷的平衡，可以计算输出电感的电流和输出电容电压的波形。 4. 当电感电流大于输出电流时，电感电流给电容充电，电容电压上升。 5. 当电感电流小于输出电流时，电容给负载放电，电容电压下降。

1. 输出电容的计算和Buck电路一样，基于输出电压的纹波。 2. 通常纹波为输出电压的一部分，假设为1%。 3. 利用电荷的平衡，可以计算输出电感的电流和输出电容电压的波形。 4. 当电感电流大于输出电流时，电感电流给电容充电，电容电压上升。 5. 当电感电流小于输出电流时，电容给负载放电，电容电压下降。

10:28

小结

MOSFET电流应力和电压电流应力的计算

MOSFET电流应力和电压电流应力的计算

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00:00

正激变换器设计举例

正激变换器的设计指标是在全电压范围内，输入电压为交流85伏AC到264伏AC，输出为390伏DC。为了防止输出电压的剧烈变化，在PFC输出电容中储存能量以保证输出电压的稳定。正激变换器的输出电压为5伏，最大输出电流为50安培，开关频率为100千赫兹。为了降低开关管的电压应力，采取了双管正激的架构。为了降低导通损耗，在副边采用了同步整流管，并将其放在电流的返回通路上。

正激变换器的设计指标是在全电压范围内，输入电压为交流85伏AC到264伏AC，输出为390伏DC。为了防止输出电压的剧烈变化，在PFC输出电容中储存能量以保证输出电压的稳定。正激变换器的输出电压为5伏，最大输出电流为50安培，开关频率为100千赫兹。为了降低开关管的电压应力，采取了双管正激的架构。为了降低导通损耗，在副边采用了同步整流管，并将其放在电流的返回通路上。

01:45

变压器匝比的计算

首先讨论了变压器匝比的计算方法，最大占空比为50%，设计余量为45%。输入电压最低时，原边占空比最大，为45%，输出电压为最低输入电压乘以最大占空比，再乘以副边对原边的匝比，得出原边到副边的匝比为27。输入电压最高时，原边的占空比最小，为34.6%。

首先讨论了变压器匝比的计算方法，最大占空比为50%，设计余量为45%。输入电压最低时，原边占空比最大，为45%，输出电压为最低输入电压乘以最大占空比，再乘以副边对原边的匝比，得出原边到副边的匝比为27。输入电压最高时，原边的占空比最小，为34.6%。

02:46

输出电感计算

1. 输出电感的计算是基于电感的纹波电流，通常设计为输出电流的20%。 2. 输出电感的纹波最大值出现在输入电压最高时，可以通过电感的放电阶段来计算。 3. 输出电感的纹波峰峰值等于1-D除以开关频率乘上电感电流下降的斜率。 4. 输出电感的电流应力的平均电流等于输出电流的50安培。 5. 输出电感电流的最大值等于输出电流加上一半的电流的峰峰值，约为55个安培。

1. 输出电感的计算是基于电感的纹波电流，通常设计为输出电流的20%。 2. 输出电感的纹波最大值出现在输入电压最高时，可以通过电感的放电阶段来计算。 3. 输出电感的纹波峰峰值等于1-D除以开关频率乘上电感电流下降的斜率。 4. 输出电感的电流应力的平均电流等于输出电流的50安培。 5. 输出电感电流的最大值等于输出电流加上一半的电流的峰峰值，约为55个安培。

04:35

原边开关管的电压应力的计算

原边开关管的电压应力等于输入电压，通常选取耐压大于输入电压的MOSFET。 MOSFET的电流应力计算是将输出电感的电流折算到原边，并乘以副边的匝数除以原边的匝数。开关管导通时，电流流过开关管，最大值为输出电感的峰值电流折算到原边。开关管电流的有效值可以用方波的公式来计算。电流纹波较小，可以将梯形波近似为方波。

原边开关管的电压应力等于输入电压，通常选取耐压大于输入电压的MOSFET。 MOSFET的电流应力计算是将输出电感的电流折算到原边，并乘以副边的匝数除以原边的匝数。开关管导通时，电流流过开关管，最大值为输出电感的峰值电流折算到原边。开关管电流的有效值可以用方波的公式来计算。电流纹波较小，可以将梯形波近似为方波。

05:15

原边开关管电压电流应力的计算

1. 计算同步整流管的电压电流应力，其中电压应力为最高原边电压反射到副边。 2. 输入电压加在变压器的原边，通过去磁二极管加载到副边，副边电压为负。 3. 输入电压最高时，SR1和SR2上的电压应力最大，最大电压为最高输入电压乘以副边电压除以80%。 4. SR的耐压应大于最高电压除以80%加两倍的击穿电压，选择40伏的SR。 5. 计算SR1和SR2的电流应力，电流峰值为55A，有效值在开关管占空比最大时为35.3A，最小时为48.6A。

1. 计算同步整流管的电压电流应力，其中电压应力为最高原边电压反射到副边。 2. 输入电压加在变压器的原边，通过去磁二极管加载到副边，副边电压为负。 3. 输入电压最高时，SR1和SR2上的电压应力最大，最大电压为最高输入电压乘以副边电压除以80%。 4. SR的耐压应大于最高电压除以80%加两倍的击穿电压，选择40伏的SR。 5. 计算SR1和SR2的电流应力，电流峰值为55A，有效值在开关管占空比最大时为35.3A，最小时为48.6A。

08:54

输出电容的计算

1. 输出电容的计算和Buck电路一样，基于输出电压的纹波。 2. 通常纹波为输出电压的一部分，假设为1%。 3. 利用电荷的平衡，可以计算输出电感的电流和输出电容电压的波形。 4. 当电感电流大于输出电流时，电感电流给电容充电，电容电压上升。 5. 当电感电流小于输出电流时，电容给负载放电，电容电压下降。

1. 输出电容的计算和Buck电路一样，基于输出电压的纹波。 2. 通常纹波为输出电压的一部分，假设为1%。 3. 利用电荷的平衡，可以计算输出电感的电流和输出电容电压的波形。 4. 当电感电流大于输出电流时，电感电流给电容充电，电容电压上升。 5. 当电感电流小于输出电流时，电容给负载放电，电容电压下降。

10:28

小结

MOSFET电流应力和电压电流应力的计算

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2023-05-07 13:29:56

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