双管正激电源，这些问题点不容忽视！

希望可以帮到更多的电源工程师，少走弯路，由于工作很忙，回复会滞后，我会抽时间回复大家提出的问题，只要能帮到各位，就是对我最大的安慰。

Zhangyanhong：

第一次做单管正激，请教下电源老化一段时间后DS波形怎么会变这样子呢？

 

楼主：

MOS关断后，电压上升，达到一定的电压值（最大限幅值被母线电压限制），然后应该是比较圆滑的波形，溜肩膀（溜肩膀根据负载的轻重波形会有差异，它自己会找一个合适的复位点下来）后，下来。
你这个波形基本是正确的，只是在MOS管关断后，在达到最高电压的时候有震荡，去查查复位这块。

 

qq10860616：

当年我用双管正激做过一款500W的电源。低压大电流的。选这个结构是因为这种结构有个先天性优势就是，永远不会像半桥全桥那样出现上下管同态导通就炸机的风险。本人认为，如果是一些需要可靠性很高的电源，我觉得双管正激非常不错。选这个拓扑来做，也是想试试我没有做的拓扑。
另外就是，所有的电源结构的MOS波形，我最喜欢看的就是正激的那个带着馒头一样波形。
我来听听楼主对正激结构的一些宝贵经验。学习学习！

 

楼主：

你说的很对，双管正激最大的特点就是不会“炸鸡”，我一般100W-500W都用双管正激拓扑，而不用推挽半桥这类的，当然他们也有他们的特殊场合以及用途（LLC拓扑暂且不再本帖子内涉及）。

先上双管正激拓扑示意图：

今天抽点时间，讲一个正激电感和变压器的设计，这是正激拓扑电路里的“心脏”。

说明：此部分只是个例子，只为说明计算步骤等等，这个例子也不是双管正激的例子。大家不要在纠结最大占空比为啥0.6了！！！

正激变压器的设计，需要注意一点，需要计算最低输入和最高输入两次。

Gongchangsheng：

你好，楼主，有几个问题想请教一下：

1. 第一张图上，因为放电电流等于充电电流，所以可以得到，Vo=Vs * D，对于这里我根据你说的来推导得出的是Vo=Vs *【D/（1-D）】，请问楼主我错在哪里了？我想不明白。

2. 对于占空比D值，取0.6，这个值是根据什么取出来？为什么要取0.6？其他值可以吗？

3. 对于输出电流纹波峰峰值，你说取输出电流的10%-50%，你取的是4.3A（4.3/24=18%），那如果取7.2A应该也是在这个范围内的吧？这个取值有什么方法经验吗？

以上是我的一点疑问，让大家见笑了。

 

楼主：

1. 以电感为研究对象，电感开通关断两个阶段上升电流和下降电流是相等的，根据法拉第电磁感应定律来的共识V*T=L*I，对于开通的时候有（Vin-Vo）*Ton=L*I上升，关断的时候有Vo*Toff=L*I下降，由于I上升=I下降，所以有（Vin-Vo）*Ton=Vo*Toff 进而推导出：Vin*Ton=Vo*（Ton+Toff）即：Vin*Ton=Vo*T 所以Vo=Vin*【Ton/（Ton+Toff）】由于 Ton+Toff=T    Ton/T=D，所以Vo=Vin*D。我不清楚你是如何推导的，得到的那个公式。
   

2. 对于正激拓扑，一般建议D不大于0.5，否则复位不好弄，但是做好了只要能复位，取0.6也未尝不可，还得根据具体情况来定占空比的。初学者别大于0.5。
   

3. 对于Ir的取值，多方面综合考虑到，比如你的电源尺寸要求小，那么你就取高一点，这样磁芯会小一些，省体积，如果体积没有太多限制，同时要求连续临界电流低，那你就取小一点，等等吧。

   
   

Gongchangsheng：

谢谢楼主的耐心解释，我现在我明白了我错在哪里了，是在电流上升过程中，电感中的电压没有减去输出电压Vo的值，就是把正激当反激来算了。

 

Wayhe：
正好有几个关于双管正激的接法疑问想请教，有经验的高手请多多赐教：

1. 双管正激输出电感接正极端和负极端各有什么优劣？

2. 输出整流和续流二极管，目前大部分是采用共阴双二极管TO220或TO247封装，如果用到2颗并联时，a是单封装内并联使用，还是b单封装内一个做整流、一个做续流（第2颗同样），两种接法那种更有优势？及各自的优劣。

3. 输出电感接负端时Y电容该怎么跨接合理？

4. 功率MOS和输出整流、续流二极管可否共用一个散热片？及散热片怎么处理干扰问题？

5. 如果让你选择大铜皮带高频变化信号和散热片带高频变化信号你会选择哪个？为什么？

6. 双管正激主电源和辅助电源共用EMI和滤波电路和滤波电路好还是分开好？双管正激主电源和辅助电源之间干扰互串怎么处理比较好？

 

楼主：

简单回复如下：

1. 接负极端比接正极端好，好处是EMI会小一些，可以分析整流续流两个阶段，接负极端会比接正激端少一个干扰“热端”。具体自己画波形分析，在这不一一细讲。

2. 无论是一个管子对二极管中一个为整流，另一个作为续流，还是用两个管子，一个为整流一个为续流，最最主要的就是看你的功率做多大了，小功率的完全是前者，大功率由于器件本身的限制，只能用两个管子，这个是最最主要的原因。

3. Y电容的跨接初级测，可以接电解电容的正极或者负极，几乎无差别，因为都是“冷点”，但是最好接电解的负极，那个点是所有的参考零电位，如果接电解的正极，也是“冷点”，但是这个冷点由于电解成本的问题，电容的容量不会无穷大，正极点是带纹波的直流电压，会很细微的比接负极差那么“一丢丢”，几乎可以忽略的，次级测要注意了，如果电感接正极端，Y电容接输出的地，无差别，如果电感接负极端，Y电容跨接最好接电感的右端，即真正输出的地，这样EMI会好一些。
   

4. 如果安规解决，完全可以共用一个散热片，通过Y电容接大地。
   

5. 没太明白你的用意是啥？
   

6. 说的太笼统，请具体说明，好针对回答，或者上图。

 

Wayhe：

1. 如果电感接正极，二极管及散热片和二极管与电感相连的铜皮都是干扰热点，[size=14.0000009536743px]如果电感接负极只有电感和变压器次级、续流二极管相连的铜皮成干扰热点，是这样理解吗？最终比的是铜皮的相对面积是吗？[size=14.0000009536743px]2、用到2颗二极管并联时，个人感觉单颗并联优于单颗整流加续流再并联，后者如果元件有差异会导致电流差异，压降低电流越大->发热越大->压降更低-----↓
   [size=14.0000009536743px]4、共用散热片，ＭＯS开关的高频干扰应该会通过散热片传递到输出端，如果散热片接地，安全间距应该比较难处理。
   

2. 其实就是输出电感接正或接负极带来的干扰问题。

 

楼主：

1. 你说的不是太准确，你把变压器绕组/电感绕组两端，分析“+” “-”。就是整流和续流两个阶段。电感在正极上比在负极上“+” “-”的变化要强，所以EMI会差一些。
   

2. 这种情况，可以忽略，因为现在的工艺做的一致性很好。
   

3. 是的，安规要处理好，完全可以共用散热片。
   

4. 考虑EMI的问题，电感就放到负极端就好了。

继续讲解，输入过欠压保护部分：如下图
一般都是用两个运放，然后由TL431做2.5V基准（当然也有其他的基准作法），输出分作低电平或高电平有效（本电路是低电平有效）。

双管正激驱动电路，如图所示，简要讲解，大家有问题随时提出。

1. 下管驱动采用图腾柱驱动，这个没有啥好说的。
   

2. 上管由于高压问题，采用变压器隔离驱动，前面也是图腾柱驱动，后面有两个电容，驱动变压器初级测一个，次级测一个，主要用来电平转移，后面采用一个PNP一个NPN三极管充当可控硅作用。

   
   

其实也没有啥好说的，很简单的电路，但是极少数人会用这么简单实用的电路去做，尤其驱动变压器次级两个三极管充当可控硅电路很巧妙，希望可以帮到更多的人。

对于多路输出的正激类电源来说，必须保证正激变压器次级线圈和正激电感线圈成比例，具体如下，如图所示：

12V 2A， 5V 10A两路输出，12V这一路如果变压器的次级圈数和正激电感的圈数为1：2，那么5V这一路同样也要1：2，并且两路输出的正激电感需要绕在一个磁芯上，而且要两路并绕，这样做出来的电源，无论是一路轻载另一路重载，还是从纹波方方面面来讲，都做到了最优化。
当然正激电感要在输出的负端上。

感觉正激类的没有太多人感兴趣，所以再更新最后一个吧！
正激类的RC前沿消隐计算取值，以及斜坡补偿计算取值。（图片上的取值，只是示意，非正常计算值）

1.前沿消隐RC计算

首先我们要知道为啥要消隐，主要原因是次级续流二级管PN结的电容以及杂散电容反向恢复倒映到原边电流，流过检测电阻而产生的一个尖峰，这个尖峰会误触发IC的某脚，所以必须加以消除。
这个时间T一般为几十ns到几百ns，一般取100ns多一些，而常规我们取RC的消隐时间为几倍的T，所以有R乘以C，必须大于几倍的T。
所以我们一般会看到这两个值分别为R为几百欧姆到1K多一些，C为几百pF到1nF多一些。(对应图中的R27 C22)
2.斜坡补偿
正激类的初级电流是后面的正激电感倒映过来的电流，本身只需要很小的励磁电流维持导通。
①.计算输出电感电流的下降斜率M2′=Vout/L（Vout为输出电压，L为正激电感量）

②.计算等效初级电感电流的下降斜率M2=M2′/N*Rs（N为变压器砸比，Rs为图中R28 29 30)
③.计算从射随过来的三角波斜率Mosc=V/T（V为三角波的幅值电压，T为幅值间的时间，这个时间完全可以≈1/Fs，因为死区时间很短，加射随主要是为了减少这些参数对RT CT震荡时间的影响，电容（取值一般为10nF-100nF)为隔直通交作用，把直流分量去除，分别对应Q4 C48）
④.计算最大占空比下补偿系数m=M/M2 这个系数>(2D-1)/2*D (D为最大占空比）
⑤.计算斜坡补偿斜率M=m*M2 
到此，斜坡补偿斜率计算完毕。
最终我们要得到图中R20的参数，还有一个公式M=R27/(R20+R27)*Mosc，R27前面已知，所以R20也求出来了。