课程导航
如果你问电源工程师，哪种拓扑结构最常见、最经典，十有八九会提到反激。无论是手机充电器、家电，还是各种小功率电源适配器，背后几乎都有它的身影。
今天给大伙分享一份网上电源大神总结的《反激电源设计基础》资料，我会梳理其中的一些要点，并分享一些咱们工程师在实际调试中的心得。
文末会提供完整版52页PDF资料的下载方式，别忘了获取。
01
先搞清设计任务
设计电源和做项目一样，不能上来就埋头画图。第一步必须是明确需求，这份资料里称之为系统应用需求。这就像王工常说的：思路不清，全是白干。设计一款反激电源，你需要搞清楚：
输入电压范围：是全球通用的宽电压（85~265V AC）还是自定义电压范围？
输出电压与电流：你要输出多少伏，多大电流？这决定了功率级别。
电源效率：这直接关系到发热和能效标准。资料给出了参考：低压输出（5V以下）效率可取75%，中压（5-12V）取80%，高压（12V以上）可取85%。可参考MOS管芯片厂商数据手册建议，如果没有更好的参考依据，可以使用 80%。
反馈方式：这关系到输出精度和成本。资料里介绍了几种方式：
初级反馈：成本最低，但总调整率一般（±16.5%），适合对电压不敏感的场合。
光耦 稳压管：成本和调整率折中。
光耦 TL431：精度最高（可达±1.4%），是我们最常用的方案。王工建议：“除非成本卡得死死的，否则直接上光耦 431方案，能给你后期调试省下无数麻烦。为了省几毛钱把精度搞砸，测试过不了关，才是最大的浪费。”
02
功率部分的设计选型目标明确后，接下来就是一步步拆解，对反激电源的功率部分进行设计和选型。
1、输入电容CIN选型
输入电容的大小，直接决定了在交流电的波谷时期，电源能否持续获取能量。资料给出了两种计算方法：简单估算和精确计算。
简单估算：对于宽电压输入，每瓦输出功率需要2~3μF的电容；对于230V固定输入，每瓦1μF就差不多。
精确计算：需要根据输入电压最低点、维持时间等参数进行计算，公式较为复杂。王工提醒：“理论计算是基础，但最终值要靠实验微调。特别是要考虑电解电容的容量偏差和老化，理论算出来171μF，实际你最好用220μF的，留点余量。”
确定了CIN，你就能得到后续计算的关键参数：最小和最大直流输入电压VMIN和VMAX。
2、整流桥的选型
整流桥的耐压要留足余量，资料给出的公式是 UBR ≥ 1.25 * √2 * VACMAX。比如265V输入，耐压至少要选600V的。平均电流也要根据输出功率和效率计算，并考虑脉冲电流的特性。
MOS管的选择是重头戏，它决定了效率和成本。资料里用了一些例子来说明MOS管的电压值，开关损耗等。MOS管选型老生长谈，更多MOS管参数资料详见下列文章：
MOS管驱动电路设计指南收藏！教科书上没讲清楚的MOS管开关重点，今天全交代MOS管可以并联，但随便并联等于烧钱这份MOS管基础资料，我当年要是早点看到就好了…
3、变压器设计
这是反激设计中最复杂、最重要，也是最见功力的部分。
确定反射电压VOR：反射电压是变压器次级电压反射到初级的值，一般在80V~135V之间。VOR是个关键的权衡参数：
VOR选高些，在低输入电压时占空比可以更大，有利于能量传输，对输入电容要求也低。
VOR选高了，输出二极管耐压也要跟着提高，损耗会增加，同时变压器漏感会更大，导致效率降低和EMI问题。
王工了解到：“通用输入的设计，VOR取100V到120V之间比较合适，效率和成本比较容易平衡一致性会好很多。”
RCD钳位电路
由于变压器存在漏感，MOS管关断时会产生尖锐的电压尖峰。RCD电路就是用来吸收这个能量，保护MOS管。资料给出了非常详细的设计步骤，从测量漏感到计算R、C、二极管的值。
王工补充：“钳位电路不是要把尖峰完全吸没，那会严重降低效率。它的目的是把MOS管的VD电压限制在安全范围内。调试时，用示波器看DS波形，让尖峰电压比理论值稍低一点即可。电阻烫手是正常的，但要算好功率，别烧了。”
工作模式选择：连续还是断续？
这由电流波形参数KP决定。KP<1为连续模式（ccm），kp≥1为断续模式（dcm）。<>CCM模式：峰值电流小，MOS管和二极管电流应力小，但变压器体积大，环路补偿难。
DCM模式：峰值电流大，对器件要求高，但变压器小，环路稳定简单。
磁芯与绕线
资料介绍了三种选磁芯的方法：按功率选、估算公式选、AP法（面积乘积法）。
之后就是一系列计算：初级电感量 Lp、初级匝数 Np、次级匝数 Ns 等。
王工提醒：“别指望一次算对，变压器设计就是个来回折腾的过程。算完了，打个样板，测一下电感量和漏感，可能还要回头调整匝数或气隙。
03
次级与反馈部分设计
能量传过来了，次级电路也要仔细设计。
输出二极管：要承受 PIVs = Vo (VMAX * Ns/Np) 的反向电压，电流额定值也要留足余量。一般超快恢复二极管用于高压输出，肖特基二极管用于低压大电流输出，因为其压降低、效率高。
输出电容：不仅要容量够，更关键的是纹波电流和ESR。纹波电流必须大于等于计算值，否则电容会发热严重，影响寿命。输出纹波电压主要就是次级峰值电流 Isp 乘以电容的 ESR。
反馈环路补偿
这是让电源稳定不振荡的关键。资料用了极大篇幅讲解基于TL431和光耦的补偿网络。其中涉及零极点、波特图等控制理论概念，对咱们新手来说确实是一个比较大的挑战。
更多细节，欢迎大家下载完整资料深入学习。
04
资料获取这份《反激电源设计基础》资料，用超过30多个步骤的详细梳理，为我们搭建了一个完整的设计框架。希望本文简单的梳理，能帮助大家更好地消化这份干货。如何下载《反激电源设计基础》，更好的学习硬件基础相关知识
关注公众号：硬件笔记本
