关于MPS中小功率隔离型开关电源设计的要点概述

6磁性元件设计

磁芯元件设计包括如下几个方面：

磁芯选择 ：几何形状、磁芯尺寸、磁芯损耗

绕组设计：圈数、电流密度、最大磁通密度 (BM)、峰值磁通密度 (BP)、绕法、漏感

磁芯尺寸与开关频率成反比

EE 、 EI 和 EF 磁芯(低 – 中等功率)

EER、 ETD 及 PQ 磁芯 (高功率)

关于损耗的考虑：

直流损耗：与 RMS 电流和绕组阻抗成函数关系

交流损耗：趋肤效应、临近效应

1趋肤效应

较高频率的电流总是趋于在导线的外围部分流动

整个导通并未被完全利用，对于交流成份导线呈现更高的阻抗

对于 132 kHz 工作频率，趋肤深度 d (导线可利用深度) 为 0.198 mm

-----能够被完全利用 (RDC=RAC) 的导体直径为 0.2 mm x 2 = 0.4 mm

2临近效应

假定有2个有电流流过的导体 (电流同向)

其中一个导体产生的交流磁场与另一个导体的磁场相互作用，从而使得导体中的电流趋于在两个导体的外侧流动

在导体的某个部分引起电流“拥挤”的现象

和趋肤效应一样，降低了导体的有效截面积

当绕组层数增加时临近损耗也会增大

不要试图将超过实际需要的过量的铜线绕制在绕线窗口以内

更多的铜线意味着更多的绕组层数，这样会增加整个损耗

绕组位置

1初级绕组

噪声端 (漏极端) 应处于绕组结构的最深处以降低EMI

2偏置绕组

对于采用光耦器进行稳压反馈的设计，偏置绕组应介于初级和次级绕组之间，充当一个屏蔽绕组

对于初级侧绕组(偏置绕组)稳压反馈，偏置绕组应远离初级绕组，以利于输出稳压

次级侧反馈

初级侧 (偏置绕组) 反馈

反激设计例举：

规格要求：

应用HF500-15的电源芯片来设计，85~265Vac--12V1A。

1了解方案特性：

内置700V FET

固定开关频率，内置斜坡补偿的电流模式控制方式

25kHz轻载频率

待机Burst 模式控制降低空载损耗

抖频控制优化EMI噪声

内置高压启动电流源

Vcc欠压保护，可设置母线欠压/过压保护

过载保护恢复延时可设置 / Timer管脚锁死保护设置 /软启动时间设置

OVP、OTP、SCP等丰富保护功能

2输入电容

经验取值为2~3uF/W，选取22uF，成本允许选择33uF/450V输入，理论依据：

3Vro的设计

反射电压取值在低压输出（5V）时取值80~100V，高压输出（24V）时取值100~135V

12V输出时取值90V，考虑Mos的电压应力小；变比N取值7~8，理论依据：

得到Mos和二极管的耐压取值：

4电感量的计算Lm

电感电流纹波系数Kp决定了电流大小，也决定了CCM模式还是DCM模式，Kp一般取值0~1之间

Kp=1为DCM，全范围输入Kp取值0.6~0.8, 230Vac下取值0.8~1，理论依据：

5变压器设计

磁芯的选取根据开挂频率和功率关系，选取EE19~EE22的磁芯比较合适；

线圈的计算通过：

也可通过MPS的反激变压器设计工具进行设计，结果如下：

6反激电路的PCB布置要点

输入环路（输入电容—变压器原边—Mos—采样电阻—输入电容地）和输出环路（变压器副边输出—二极管—输出电容—输出电容地—变压器输出地） 要小

变压器原边输出、Mos的漏极和钳位电路输入的线要宽短

芯片的信号部分和副边反馈的信号部分原理Mos和二极管布置

芯片的Vcc电容尽量靠近芯片放置

虽然通过阅读你已基本了解反激电源的设计要点，但是要成为真正设计电源的高手，还需要不断在各种实际方案设计中积累工程经验，并扩展到前言提及的各种复杂型隔离开关方案的设计。不管怎样今天你已迈出了坚实的一步。