【句句说中要害】资深工程师对Flyback电源各个层面上的分析与总结！
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对于Flyback拓扑结构的诠释......
Flyback的五个最 ●应用最多的变换器 生产数量、人均拥有量、总用电容量? ●性能最差的变换器 能效、电磁兼容性 ●工况最差的变换器 硬开关、电压应力、电流应力、磁利用率、EMC应力 ●任务最重的变换器 安规隔离、宽电压应用、PFC应用，待机 ●最简单的变换器 还有比它更简单的隔离变换器?集成度越来越高、元件越来越少，做出来很容易，做好呢? 什么叫好? ●比别人做的好 ●没有比这个更好 ●为什么我做的总没别人做的好 ●为什么有那么几个人做出来的反激就是明显比别人好 ●我手上这个还能不能更好 ●如果能证明这个不可能更好，那就是最好 开关电源很多指标 ●效率、成本、安全、电磁兼容性、待机、能效、可靠性、稳定性、保护、体积(功率密度)、超薄、精度、纹波、电压调整率、负载调整率、交叉调整率、温度、寿命、功率因数、总谐波。。。 好不好，看效率 ●效率做起来，才谈得上其他的 ●先做好效率，再说其余 ●牺牲效率的设计不是好设计 ●效率是一点一点抠出来的 ●对效率的追求，永远是值得的 ●多花点时间优化效率，就是效率 效率能做到多高呢? ●很多人以88%为标准，几年前的标准 ●估计现在能批量出货的应该在90%以上，才有竞争力 ●有的人轻易就能做到91、92%以上去 ●还有个别人，一不小心就做到93%以上去，所谓高手 定一个设计标杆：整机效率94% ●觉得太高?那就93%，不能再低 ●这是一个在特定情况下可以实现的整机效率 ●这是一个难以实现的整机效率。 ●即使没能实现，我们也应该知道自己的差距 ●即使没能实现，我们也应该知道为什么没能实现，是哪些因素导致的 什么在影响反激的效率? 漏感 ●漏感问题是反激变换器的基本问题。漏感是硬伤。要实现高效率，控制漏感是重头戏。先做好漏感，再说其余。 ●漏感有多大?意味着能量传递损失多大，变换器效率损失有多大，钳位电路热损耗有多大。这都是额外的，其他变换器没有的。 较大的峰值电流 Ipk ●反激的峰值电流较之其他拓扑更大，原因是其储能/释能这种间歇工作模式决定的，占空比较小。 ●临界模式、断续模式、PFC控制、宽电压应用更加剧了峰值电流应力。 ●峰值电流决定一个反激变压器的磁应力，导致磁利用率较低。 ●峰值电流还与开关(以及副边二极管)导通损耗直接相对应。 较高的原边电压应力 ●反激的原边电压应力较之其他拓扑更大，原因是反射电压、漏感尖峰电压叠加在输入电压上，导致开关电压应力为输入电压的1.5～2倍。 ●这导致： a)硬开关动作的损耗剧增(因各种寄生电容导致的损耗增加2～4倍) b)开关内寄生二极管反向恢复电流激增(导致关断损耗激增)。 c)必须使用耐压高出1.5～2倍的开关，其饱和压降大幅度提高，导通损耗剧增。 更高的副边二极管电压应力 ●反激的副边二极管电压应力更是增加得离谱，按市电AC/DC变换的典型参数，这个电压应力更是高到了其输出电压的3到5倍，还可能有可观的尖峰电压叠加。 ●这导致： a)二极管翻转动作的损耗剧增(因各种寄生电容导致的损耗增加10～30倍) b)二极管反向恢复电流激增(不要相信此处没有反向恢复的说法) c)必须使用耐压高出输出电压几倍的二极管，其饱和压降大幅度提高，导通损耗剧增 拓扑环境层面的设计考虑 高效率的反激设计应该比一般设计更注意仔细追究拓扑应用环境，这是因为对效率的极限追求也是对其应用环境的极限追求，要让电路工作处于最明确、最舒适、最能扬长避短、最能发挥到极限的环境。 1选择一个较软的拓扑控制模式。准谐振(QR)模式是首选，而CCM、CRM模式可能效率较低。其他诸如谐振模式、无损钳位模式、Sepic模式等，由于技术尚不成熟一般不予考虑。 2输出电压较低时，副边考虑同步整流是好主意 3尽量考虑采用专用控制芯片、有口碑的芯片、原边控制的芯片。避免使用6562、3842这样的通用芯片去做反激，用一大堆运放达成的控制环路更是不可取。不是因为这些芯片不能用，而是要伺候这些芯片是很难受的。 4认真论证你的最低输入电压，也就是最大峰值电流 Ipk 的取值。全电压的必要性，过渡模式(CCM模式)的必要性，限流模式(OCP模式)的必要性，控制转折点设置在哪里?任何时候都不要让 Ipk 失控。开机冲击和短路冲击对 Ipk 的影响也要考虑。
5认真论证你的最高输入电压，市电AC/DC应用按264Vac做显然是有问题的，小区电压飙到264Vac以上是经常的。建议按277Vac(必要时再增加一点余量)考虑。 6认真论证你的最高输出电压，或者CV/CC模式的最大输出功率。充分考虑各种情况下输出电压意外飙高的可能性，并选择一款OVP嗨得住的芯片。OVP是否嗨得住，不仅涉及最高输出电压带来的最高电压应力、功率应力，还直接关乎假负载的损耗功率。 最高输出电压就是脱离OVP保护模式后的第一个电压。 电路运行层面的设计考虑 1输入回路干净利落，避免热敏电阻、保险电阻的设计，硅桥要电流稍大的。共模差模带来的损耗要斤斤计较，一级两级、个大个小、线粗线细之间的差别是很大的。这还涉及EMC设计水平，如何做到用最少的共模差模解决问题? 2开关的选型，MOS最好是外置的，这样方便选型和控制。内阻(Rdson)尽量小一点，Cool-MOSc也是可以的。最重要的是耐压，市电 AC/DC 典型应用，MOS 耐压首选 650V 的，耐压更低的应该嗨不住，耐压更高的特性急剧恶化，其价格、内阻都是很难接受的。 3驱动能力要足够，Rg下拉、上拉电阻要分开(上拉电阻与二极管并联后串下拉电阻)。关断要干净利落，一定不能让米勒平台出现在 Ipk 位置。 |
