小于75W反激变换器的设计连载（一）

我以我们自己的IC进行设计分析说明：基本的反激变换器原理，在需要对输入输出进行电气隔离的低功率＜75W～的开关电源应用场合，反激变换器（Flyback Converter）是最常用的一种拓扑结构（Topology）。简单、可靠、低成本、易于实现是反激变换器突出的优点；后面我将电源的关键部分的设计进行说明！

在设计时，我前面有讲过开关电源的EMI滤波器的设计；就不再分析滤波器的设计；我先来分析开关电源的安全安规器件的设计。

认证关于X，Y电容

根据IEC 60384－14，电容器分为X电容及Y电容：

1．X电容是指跨于L－N之间的电容器，

2．Y电容是指跨于L－G／N－G之间的电容器。（L＝Line， N＝Neutral， G＝Ground）

X电容底下又分为X1， X2， X3，主要差别在于：

1．X1耐高压大于2．5kV， 小于等于4 kV，

2．X2耐高压小于等于2．5kV，

3．X3耐高压小于等于1．2kV

Y电容底下又分为Y1，Y2， Y3，Y4， 主要差别在于：

1．Y1耐高压大于8kV，

2．Y2耐高压大于5kV，

3．Y3耐高压 大于3．5KV

4．Y4耐高压大于2．5kV

开关电源关于X，Y电容应用特点

X，Y电容都是安规电容，火线零线间的是X电容，火线与地间的是Y电容．它们用在电源滤波器里，起到电源滤波作用，分别对共模，差模工扰起滤波作用．安规电容是指用于这样的场合，即电容器失效后，不会导致电击，不危及人身安全． 安规电容安全等级 应用中允许的峰值脉冲电压 过电压等级（IEC664）X1 ＞2．5kV ≤4．0kV Ⅲ X2 ≤2．5kV Ⅱ X3 ≤1．2kV —— 安规电容安全等级 绝缘类型 额定电压范围。

开关电源关于X，Y电容绝缘等级

Y1 双重绝缘或加强绝缘 ≥250V

Y2 基本绝缘或附加绝缘 ≥150V ≤250V

Y3 基本绝缘或附加绝缘 ≥150V ≤250V

Y4 基本绝缘或附加绝缘＜150V

Y电容的电容量必须受到限制，从而达到控制在额定频率及额定电压作用下，流过它的漏电流的大小和对系统EMC性能影响的目的。

GJB151规定Y电容的容量应不大于0．1uF。

①工作在亚热带的机器，要求对地漏电电流不能超过0．7mA；

②工作在温带机器，要求对地漏电电流不能超过0．35mA。

③因此，Y电容的总容量一般都不能超过4700PF（472）。

压敏电阻的设计选择应用及测量

压敏电阻一般并联在电路中使用，当电阻两端的电压发生急剧变化时，电阻短路将电流保险丝熔断，起到保护作用。压敏电阻在电路中，常用于电源过压保护和稳压。测量时将万用表置10k档，表笔接于电阻两端，万用表上应显示出压敏电阻上标示的阻值，如果超出这个数值很大，则说明压敏电阻已损坏。

压敏电阻标称参数

压敏电阻用字母“MY”表示，如加J为家用，后面的字母W、G、P、L、H、Z、B、C、N、K分别用于稳压、过压保护、高频电路、防雷、灭弧、消噪、补偿、消磁、高能或高可靠等方面。压敏电阻虽然能吸收很大的浪涌电能量，但不能承受毫安级以上的持续电流，在用作过压保护时必须考虑到这一点。压敏电阻的选用，一般选择标称压敏电压V1mA和通流容量两个参数。

压敏电阻的标称电压选取

一般地说，压敏电阻器常常与被保护器件或装置并联使用，在正常情况下，压敏电阻器两端的直流或交流电压应低于标称电压，即使在电源波动情况最坏时，也不应高于额定值中选择的最大连续工作电压，该最大连续工作电压值所对应的标称电压值即为选用值。对于过压保护方面的应用，压敏电压值应大于实际电路的电压值，一般应使用下式进行选择：

VmA＝av／bc

式中：a为电路电压波动系数，一般取1．2；v为电路直流工作电压（交流时为有效值）；b为压敏电压误差，一般取0．85；c为元件的老化系数，一般取0．9；

这样计算得到的VmA实际数值是直流工作电压的1．5倍，在交流状态下还要考虑峰值，因此计算结果应扩大1．414倍。

压敏电阻的压敏电压

即击穿电压或阈值电压。指在规定电流下的电压值，大多数情况下用1mA直流电流通入压敏电阻器时测得的电压值，其产品的压敏电压范围可以从10－9000V不等。可根据具体需要正确选用。

一般V1mA＝1．5Vp＝2．2VAC，式中，Vp为电路额定电压的峰值。VAC为额定交流电压的有效值。ZnO压敏电阻的电压值选择是至关重要的，它关系到保护效果与使用寿命。如一台用电器的额定电源电压为220V，则压敏电阻电压值V1mA＝1．5Vp＝1．5×1．414×220V＝476V，V1mA＝2．2VAC＝2．2×220V＝484V，因此压敏电阻的击穿电压可选在470－480V之间。

VmA＝av／bc

式中：a为电路电压波动系数，一般取1．2；v为电路直流工作电压（交流时为有效值）；b为压敏电压误差，一般取0．85；c为元件的老化系数，一般取0．9；

这样计算得到的VmA实际数值是直流工作电压的1．5倍，在交流状态下还要考虑峰值，因此计算结果应扩大1．414倍。

压敏电阻参数表如下：

我常用的S14K350器件参数如下：

安全保险丝

1作用：

安全防护。在电源出现异常时，为了保护核心器件不受到损坏。

2技术参数：

额定电压V、额定电流I、熔断时间I＾2RT。

3分类：

快断、慢断、常规。

1、0．6为不带功率因数校正的功率因数估值

2、Po输出功率

3、η 效率（设计的评估值）

4、Vinmin 最小的输入电压

5、2为经验值，在实际应用中，保险管的取值范围是理论值的1．5～3倍。

6、0．6为不带功率因数校正的功率因数估值；0．95带PFC估值。

目前我们大多采用慢熔保险丝；其时间—电流特性如下：

热敏电阻NTC

1作用：

有效的抑制开机时产生的浪涌电压形成的浪涌电流。

2技术参数：

以氧化锰等为主要原料制造的精细半导体电子陶瓷元件。

电阻值随温度的变化呈现非线性变化，电阻值随温度升高而降低。

3公式解释说明：

1．Rt 是热敏电阻在T1温度下的阻值；

2．Rn是热敏电阻在Tn常温下的标称阻值；

3．B是材质参数；（常用范围2000K～6000K）；

4．exp是以自然数 e 为底的指数（ e ＝2．｛｛71828：0｝｝ ）；

5．这里T1和Tn指的是K度即开尔文温度，K度＝273．15（绝对温度）＋摄氏度．

上述的基本安全安规基本知识掌握后，接下来再参考如下所示的设计步骤，一步一步设计反激开关变换器。

反激变换器的设计步骤

待续！请关注下回分解！

审核编辑 黄昊宇