反激式DCDC入门简介及简单计算课件

一电路拓扑电路可分为输入级、PWM震荡、功率变换及保护、输出级、反馈环路一电路拓扑电路可分为输入级、PWM震荡、功率变换及保护、1二PWM控制1电压型控制二PWM控制1电压型控制22电流型控制2电流型控制33、LM2587单片电源PWM控制器3、LM2587单片电源PWM控制器4三反激式变压器以及磁性材料1、反激式变压器既有电感功能;又作为变压器使用。三反激式变压器以及磁性材料1、反激式变压器既有电感功能;又52、由于反激式变压器会像电感一样储存能量，更容易饱和，所以需要开气隙减小△B，防止变压器饱和。磁饱和：指磁性材料中磁场强度超过一定值，（铁氧体材料）磁导率会从很大的数值快速下降为1。这意味着电感值迅速减小。

对于所有拓扑有”L×I”法则：L×IL=Et/r2、由于反激式变压器会像电感一样储存能量，更容易饱和，所以需6空气：不会饱和，但磁导率为1，损耗和EMI问题严重。铁氧体：高磁导率，可以使用较小体积制作较大电感，且可以工作在特定频率减小本身损耗；饱和特性很硬。铁镍钼合金粉（MPP）铁粉硅钢片非晶态空气：不会饱和，但磁导率为1，损耗和EMI问题严重。73、反激式变换器电流断续模式反激变压器能量传递基本方程：P=V2DC2/2fL

其中P、V由电路要求决定，DC由输入输出电压决定,f由PWM控制芯片决定。即增加输出功率只有减小L。由于L最小也要大于十倍分布参数，低输入电压大功率输出不适合反激变压器。3、反激式变换器电流断续模式反激变压器能量传递基本方程：P=8铁氧体磁性材料重要指标：Ae、lgap、le

铁氧体磁性材料重要指标：Ae、lgap、le94、实际变压器漏感与激磁电感在实际变压器中，磁芯磁导率有限，因此不是所有磁通都穿过磁芯，即漏感；同时原边电感量有限，只要在变压器上加上一个电压会有一定电流产生，这些电流不会耦合到次级，即激磁电流。4、实际变压器漏感与激磁电感10激磁电流激磁电感可以看作并联在原边上的电感。激磁电流11漏感:未耦合到次级的电感，可以看作与变压器一次电感串联的寄生电感，产生电压尖峰。所以漏感大小仅取决于线圈的几何形状，与磁芯材料无关。

LLK=LKP+n2LLKS

Pz=0.5LLK×IPK2

测量漏感可以将线圈次级短接，测量初级所得值即为一次漏感LKP。

漏感:未耦合到次级的电感，可以看作与变压器一次电感串联的寄生12在实际变压器中，初次级电压严格按照变压比变换，但真正用于变换的电压是变压器两端电压减掉串联漏感上压降，实际输出电压会比输入电压稍低。结论：实际变压器中，处理电压尖峰，变压比异常，提高效率，等问题，通常会减小气隙，实际上是为减小漏感，所以更好的方法是，改变绕组形状，减小次级长度。在实际变压器中，初次级电压严格按照变压比变换，但真正用于变换13四、输出滤波1、纹波电压典型波形。四、输出滤波1、纹波电压典型波形。141、纹波电压的形成纹波电压是由电感中流出的纹波电流在电容的ESR和XC上产生的。1、纹波电压的形成152、举例条件:输出电流IO=1.257A电流纹波率r=0.5f=100kHzX7R类MLCC电容CO=22uF×2(实际23.5)uF

损耗系数D.F.=0.21(10k频率下实测得出)VP-P=VESR+VXCXC==33.88mohmESR==142.5mohm总ESR为71.15mohmVP-P=×(XC+ESR)=176.45mV

实测纹波电压137.6mV，40mV误差有2个原因：

2、举例163、纹波的另一种解释纹波还可以看作是LC构成的4阶低通滤波器对方波电压进行衰减后的波形再叠加电流流过ESR形成的升压。

上例中L为22uH,VXC=56.92mV，ESR=45mohm，次级方波峰峰值为14.6V3、纹波的另一种解释17输出LC（45mohmESR）极点在4.3K,100K时衰减为47.895dB即245倍VXC=59.59mV输出LC（45mohmESR）极点在4.3K,100K时衰减18LCLC滤波通常纹波要求小于50mV或者次级电感过小时，输出电容后再接一级LC滤波，可以将纹波减小到几乎为0。但有可能引起闭环系统震荡和EMI问题。LCLC滤波19纹波以及滤波总结电容的ESR特性远比容量更重要。纹波可以很小，但噪声很难通过衰减降低。纹波以及滤波总结20谢谢大家制作:陈睿

谢谢大家制作:陈睿21一电路拓扑电路可分为输入级、PWM震荡、功率变换及保护、输出级、反馈环路一电路拓扑电路可分为输入级、PWM震荡、功率变换及保护、22二PWM控制1电压型控制二PWM控制1电压型控制232电流型控制2电流型控制243、LM2587单片电源PWM控制器3、LM2587单片电源PWM控制器25三反激式变压器以及磁性材料1、反激式变压器既有电感功能;又作为变压器使用。三反激式变压器以及磁性材料1、反激式变压器既有电感功能;又262、由于反激式变压器会像电感一样储存能量，更容易饱和，所以需要开气隙减小△B，防止变压器饱和。磁饱和：指磁性材料中磁场强度超过一定值，（铁氧体材料）磁导率会从很大的数值快速下降为1。这意味着电感值迅速减小。

对于所有拓扑有”L×I”法则：L×IL=Et/r2、由于反激式变压器会像电感一样储存能量，更容易饱和，所以需27空气：不会饱和，但磁导率为1，损耗和EMI问题严重。铁氧体：高磁导率，可以使用较小体积制作较大电感，且可以工作在特定频率减小本身损耗；饱和特性很硬。铁镍钼合金粉（MPP）铁粉硅钢片非晶态空气：不会饱和，但磁导率为1，损耗和EMI问题严重。283、反激式变换器电流断续模式反激变压器能量传递基本方程：P=V2DC2/2fL

其中P、V由电路要求决定，DC由输入输出电压决定,f由PWM控制芯片决定。即增加输出功率只有减小L。由于L最小也要大于十倍分布参数，低输入电压大功率输出不适合反激变压器。3、反激式变换器电流断续模式反激变压器能量传递基本方程：P=29铁氧体磁性材料重要指标：Ae、lgap、le

铁氧体磁性材料重要指标：Ae、lgap、le304、实际变压器漏感与激磁电感在实际变压器中，磁芯磁导率有限，因此不是所有磁通都穿过磁芯，即漏感；同时原边电感量有限，只要在变压器上加上一个电压会有一定电流产生，这些电流不会耦合到次级，即激磁电流。4、实际变压器漏感与激磁电感31激磁电流激磁电感可以看作并联在原边上的电感。激磁电流32漏感:未耦合到次级的电感，可以看作与变压器一次电感串联的寄生电感，产生电压尖峰。所以漏感大小仅取决于线圈的几何形状，与磁芯材料无关。

LLK=LKP+n2LLKS

Pz=0.5LLK×IPK2

测量漏感可以将线圈次级短接，测量初级所得值即为一次漏感LKP。

漏感:未耦合到次级的电感，可以看作与变压器一次电感串联的寄生33在实际变压器中，初次级电压严格按照变压比变换，但真正用于变换的电压是变压器两端电压减掉串联漏感上压降，实际输出电压会比输入电压稍低。结论：实际变压器中，处理电压尖峰，变压比异常，提高效率，等问题，通常会减小气隙，实际上是为减小漏感，所以更好的方法是，改变绕组形状，减小次级长度。在实际变压器中，初次级电压严格按照变压比变换，但真正用于变换34四、输出滤波1、纹波电压典型波形。四、输出滤波1、纹波电压典型波形。351、纹波电压的形成纹波电压是由电感中流出的纹波电流在电容的ESR和XC上产生的。1、纹波电压的形成362、举例条件:输出电流IO=1.257A电流纹波率r=0.5f=100kHzX7R类MLCC电容CO=22uF×2(实际23.5)uF

损耗系数D.F.=0.21(10k频率下实测得出)VP-P=VESR+VXCXC==33.88mohmESR==142.5mohm总ESR为71.15mohmVP-P=×(XC+ESR)=176.45mV

实测纹波电压137.6mV，40mV误差有2个原因：

2、举例373、纹波的另一种解释纹波还可以看作是LC构成的4阶低通滤波器对方波电压进行衰减后的波形再叠加电流流过ESR形成的升压。

上例中L为22uH,VXC=56.92mV，ESR=45mohm，次级方波峰峰值为14.6V3、纹波的另一种解释38输出LC（45mohmESR）极点在4.3K,100K时衰减为47.895dB即245倍V