一个新手设计的反激电源--存在的疑问，请大家一起讨论

一个新手设计的反激电源，刚开始学习，没有人带，自己看资料设计的，目前还只是一部分设计方案，还存在一些疑问，请大拿们帮忙指点和讨论。

单输出反激电源设计实例要求：

输入交流电压：85Vac---265Vac

输入交流电源频率：50/60Hz

输出直流电压：Vo=12V

输出电流：Io=3A

开关频率：f=100KHz

效率不低于：η=80%

输出纹波电流系数小于：r=0.4

选用控制芯片：UC2844BD1R2（ON）或者TL2844BDR-8（TI）

设计计算：1、占空比的确定

首先根据控制芯片的要求，占空比要求小于50%，根据芯片datasheet的技术要求，假

图1

设占空比选取为0.47，设计占空比的可以通过两个途径，一是根据伏秒定律，二是通过原边输入电流的中心值。因为要求考虑效率和损耗的问题，先通过输入电流中心值计算，由伏秒定律来验证。

其中，占空比的设计会影响到原边与副边的匝数比N，也就是通过假设选取占空比设计匝数比N，然后在通过计算的匝数比N，由伏秒定律来验证占空比的合理性。

输入的直流电压范围为120V---375V。Vdcmin=120Vdc，Vdcmax=375Vdc

输入功率Pin=输出功率Po/η=12*3/0.8=45W。

下述所有的讨论在电感电流最大，最恶劣的输入电压下计算，也就是最小输入电压Vinmin=120V时计算下列参数。

其中验证的过程需要中间的参数如：

1）  输出电压折算到原边的反射电压Vor=N*(Vo+Vd)

2）  输出二极管电压Vd=1.0V

3）  输出电流折算到原边的反射电流Ior=N*Io

4）  输入电流的峰值Ipeak=IL+△I/2

5）  输入电流Iin=Pin/Vin

6）  输出电流Io=3A

7）  电感中点电流IL=Iin/D=Ior/（1-D）

8）  电感电流输入电流的上升值为△I=IL*r

上述电流值见下图2

图2

可以得出：Iin=Po/η/Vin=45W/120V=0.375A。

输出电流折算到原边的电流Ior=Io/N，对于电感电流中心值电流IL，IL=Iin/D，IL=Ior/（1-D）。其中已经去D=0.47。可以得出N=7.09。

输出电压折算到原边的Vor电压为(Vo+Vd)*N=93V。

根据伏秒定律可以验证一下占空比D的有效性，Vinmin*D=Vor*（1-D），可以求出D=0.437。为什么验证出来的占空比比我们假设计算的占空比小呢，这就是考虑效率和损耗的问题。计算占空比去0.47满足要求，计算的匝数比N=7.09。

疑问1：在这里，这么理解是不是正确，请大家给出意见或讨论的方案。

2、原边电感量的确定

计算电感量，首先要知道伏秒积和输入电流的变化值，才可以计算出所需的电感量。根据前面计算的电感中点电流IL=Ior/（1-D）=0.8A，考虑纹波系数r=0.4，可以计算出电感的峰值电流Ipeak=IL*（1+r/2）=0.96A，其中电流的变化值△I=IL*r=0.32A。

伏秒积的计算Vin*t=Vin*D/f=120*0.47/100K=564uVs。根据Vt=L△I，可以求得L=Vt/△I=564uVs/0.32A=1.7625mH。电感量也就确定出来了。接下来就是选取合适的磁芯了。

3、磁芯的选择

选取磁芯和骨架，可以通过两种方法来计算，通过AP法和Ve法都可以求出，目前我们先以Ve法来计算磁芯体积。

Ve法计算1：Ve=0.7*Pin*（2+r）^2/r/f=4.536(cm3)=4536（mm3）。

AP法计算2：AP=（L*Ipeak^2*10000/Kj*Ku*B）^1.14。其中Kj为电流密度系数，选取400A/cm2，Ku为窗口利用系数，选取0.25，一般去0.2-0.4范围内，B取0.3T。可以得出AP=4969（mm4）

通过EI系列的磁芯，通过上面可以得出，EI28和EI30比较接近，具体参数见下图3和图4。

图3

图4

EI28的Ve=4150（mm3），EI30的Ve=6440（mm3），所以EI28不满足要求，选用EI30。这是通过Ve法计算的结果。

但是通过AP计算的结果AP=Aw*Ae=4969（mm4），那么EI28的AP=86*69.8=6002（mm4），EI30的AP=111*75.6=8392（mm4），上述两个磁芯都满足要求，EI28的AP还远大于我们要求的AP=4969（mm4）。

疑问2：上述两个方法，那个更合适，即可以做到不用选取太大的磁芯，造成浪费，又可以满足设计要求。