反激式开关电源的简单设计

本文详细介绍了反激式开关电源的工作原理、局部电路设计（包括输入滤波整流、PWM驱动、吸收电路和光耦反馈），以及总体电路设计和PCB绘制的基本步骤。首次设计分享，期待专家指点。         

1.输入滤波整流电路设计

2.PWM驱动电路设计

3.吸收电路设计

4.光耦反馈电路设计

前言

一、反激式开关电源是什么？

二、局部电路设计

三、总体电路设计

四、PCB绘制

总结

前言

开关电源在整个电路设计中极其重要，涉及到的理论知识也很多，在设计的时候要考虑到很多地方，这一章我们来看下常用的反激式开关电源。

一、反激式开关电源是什么？

反激，是指开关管导通时，高频变压器T初级绕组工作状态与次级绕组工作状态相反，如下图为单端式反激开关电源，当mos管导通时，变压器T初级绕组上正下负，次级绕组上负下正，二极管D1截至，变压器T初级绕组储能；当mos管截至时，由于变压器T初级绕组中存在反电动势，需要释放能量，变压器T初级绕组上负下正，次级绕组上正下负，二极管D1导通给滤波电容储能后输出。

二、局部电路设计

上面我们了解原理了，我们现在不得来整一个来玩

1.输入滤波整流电路设计

该电路主要用来抗干扰以及进行整流输出，我们要考虑到的主要有以下几个方面

过流保护：
一般采用保险管保护，当工作电流过大时可直接切断电路，保护后级电路防止损坏。

浪涌保护：
主要依靠压敏电阻，tvs管等保护元件来进行防护。
浪涌保护有个注意事项，我们要区分好所要面对的浪涌干扰是浪涌电流还是浪涌电压，如果是浪涌电压的话我们可以使用压敏电阻或者tvs管来防护，但是浪涌电流不可以用压敏电阻，压敏电阻能吸收很大的浪涌电压，但是他承受不了持续大点的电流，所以一般都是用来过滤瞬态浪涌电压，我们可以通过热敏电阻来抑制浪涌电流，浪涌电流一般是在电路启动的瞬间会产生。

电磁干扰：
电磁干扰主要是差模干扰和共模干扰，电气设备对外的干扰多以共模干扰为主，外来的干扰也多以共模干扰为主，共模干扰本身一般不会对设备产生危害，但是如果共模干扰转变为差模干扰，干扰就严重了，因为有用信号都是差模信号。
在防护电路中，差模干扰主要是在电路中引入差模电容(x电容)，差模电容提供最短的路径，使差模干扰信号被旁路过滤，从而抑制差模干扰的产生。共模干扰主要是通过电容(Y电容)和电感来滤除共模干扰，在emc防护电路中，共模干扰的影响尤其重要，除了通过电容(Y电容)和电感滤除干扰还可以通过对信号线路进行屏蔽，在PCB 板上大面积铺地降低地线阻抗来减少共模信号强度等方法。
有一点要注意的是，若是x电容容值大于0.1uf时需要添加放电电阻。

整流设计：
整流我们一般都是直接通过整流桥来进行整流，在设计的时候如果是自己搭建整流桥的话要考虑好二极管的耐压，但是我们通过整流后得到的电压波形是一个类似馒头波的波形，不够平滑，我们需要通过电容的充放电原理来对其进行修正。

这样我们自己根据要求对元器件参数选型就能得到想要的电路了。

2.PWM驱动电路设计

这里我选用的是TOP266VG电源管理芯片，通过检测控制脚C引脚的电压情况从而来控制内部mos管的导通情况，从而控制DS极内部导通情况。

①当D极和S极内部导通形成回路时，变压器初级绕组同名端为副极，次级绕组同名端为副极，二极管D8，D5不导通；

②当D极和S极内部截至时，由于初级绕组存在反电动势需要释放，此时初级绕组同名端为正极，次级绕组同名端为正极，二极管D8导通后给经过滤波电容后输出。

3.吸收电路设计

变压器内部是由线圈和磁性组成，当变压器初级绕组回路断开时，由于初级绕组存在反电动势需要释放，此时初级绕组上负下正，电流流经二极管D5后先给电容C7充电，然后电容再通过电阻R9放电，利用TVS管可以将电容C7的放电电压控制在一个范围里。

4.光耦反馈电路设计

光耦反馈电路主要是做一个隔离反馈，当检测到输出电压超过12V时，通过光耦隔离反馈给电源管理芯片从而去执行相应的动作。

该电路主要由光耦EL817和稳压器TL431组成，12V电压通过电阻R19,R20,R18分压后给TL431提供基准电压，当输出超过12V时，TL431基准电压大于2.5V，TL431内部导通，此时的电流流向为12V—>R16—>EL817原边—>TL431—>GND,则EL817副边导通输出反馈信号。

当输出电压小于12V时，TL431基准电压小于2.5V,TL431内部截至，此时电路的电流流向为下图所示。

三、总体电路设计

总体电路大概是这样，PCB我还没画，到时候画完打板出来试下怎么样

四、PCB绘制

PCB绘制大致如此，嘉立创打散热孔太麻烦了，我就没打散热孔，大致如此，PCB设计感觉还不是特别好，希望各位大佬指导指导。

总结

这一章主要讲了一下反激式开关电源的简单设计，第一次设计开关电源，希望各位大佬能指出其中的问题。