在QR控制模式下，如何通过平衡变压器匝比n和感量Lp优化变压器设计

攻城狮们在反激变压器设计时，需综合考虑电源电气指标、EMC&安规、可靠性等因素，控制技术的快速发展使得传统变压器设计方法已穷于应对，Chipown技术团队在前面三期为大家分享了变压器基础知识、PWM和PFM控制模式下的变压器设计，受到fans们一致好评。 本期，Chipown技术团队为大家带来该系列文章的收官之作，在QR控制模式下，如何通过平衡变压器匝比n和感量Lp优化变压器设计。     基于峰值电流控制的QR工作原理     QR控制属于PFM控制，其控制原理为：FB电压产生Clock信号和Ipref，DMG电压产生Valley信号。当Clock信号和Valley信号同时为高后产生Set Signal，Q1导通，ip电流线性增长；当Vcs等于Ipref时Gate置低，Q1关闭。  

QR控制的fS如何产生？    

由上面公式可知，Po决定了工作点Ipk和fs，Ipk、Vg等参数又决定fs。Td是为了实现谷底开通降低开关损耗；fs会随输入电压的升高而升高，因此控制芯片需限制最高开关频率fsmax。    

四步法设计QR变压器         以经典QR芯片PN8161为例，为了满足CoC V5 Tier 2能效标准，控制芯片采用QR+PFM+PWM+BM混合工作模式。                          

对于此类芯片，应在最低输入电压Vgmin及额定功率下设计变压器，具体步骤如下：第一步

在Vgmin条件下设定n和Lp，满足Pomax传输及Vdsmax、Vrrmax电压应力要求：  

备注：对于PN8161，Idlimit=1.1A；Td为寄生参数振荡周期的一半，通常在0.5-1us之间；12V输出时，n推荐值为11。

第二步   在额定功率&最低输入电压下计算Ipk、fs、原副边电流有效值：

第三步   设定初次级圈数和线径，电流密度合理、不饱和、可绕制，否则从第一步重新迭代：

第四步   设定供电绕组Na及屏蔽绕组，调整绕制方式，使得Vcc电压在芯片规格之内且EMC满足要求。

变压器设计实例  

备注：S2计算时，Ponom应考虑反激变换器转换效率eff，计算出的开关频率fs更为精准。

责任编辑：xj

原文标题：【芯朋宝典】反激变压器优化设计之四

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