### 反激变压器设计知识点详解
#### 一、引言
反激变压器是开关电源设计中的核心组件之一，尤其适用于小功率应用场合。本文将基于提供的文件内容，深入解析反激变压器的设计方法，特别是如何在连续导电模式(CCM)与非连续导电模式(DCM)之间进行切换的设计思路。
#### 二、设计目标与运行方式
**设计目标**：输入电压范围 AC90-260V；输出电压 15V；最大输出电流 Iomax 2A；工作频率 f 100kHz。
**运行方式**：负载最大时采用 CCM 模式；接近满载的 65% 时转换为 DCM 模式。
#### 三、设计步骤
##### 3.1 临界点设计
**3.1.1 计算匝比与最大占空比**
**方法一**：从反激电压 Vor 入手。
1. **确定 Vor 值**：根据 Buck-Boost 电路原理，结合变压器匝比关系，初步设定 Vor 的值。考虑 MOSFET 关断时的电压应力 Vdss、Vdcmax、Vspike 和 Vmargin，得出 Vor 的范围为 70-110V。
- Vdss = 600V (MOSFET 耐压)
- Vdcmax = Vinmax * 1.4 ≈ 365V
- Vspike ≈ 95V
- Vmargin = 30-70V
2. **计算匝比和最大占空比**：基于选定的 Vor 值，利用公式 Np/Ns = Vor / (Vo + Vf)，计算匝比。取 Vor = 80V，匝比 Np/Ns = 5。进一步通过公式 Dmax * Vdcmin = Vor * (1 - Dmax)，计算最大占空比 Dmax = 0.44。
**方法二**：直接假设 Dmax。
1. **假设 Dmax**：通常经验取 Dmax < 0.5，这里取 Dmax = 0.45。
2. **计算匝比**：利用匝比与最大占空比之间的关系 Np/Ns = (1 - Dmax) * (Vo + Vf) / (Dmax * Vdcmin)，取 Np/Ns = 5。
3. **重新计算 Dmax**：根据新的匝比，再次计算 Dmax = 0.44。
##### 3.2 计算 Lp 和 Ls
**3.2.1 临界点参数计算**
- 在临界点时，Io = 1.3A (65% Iomax)。
- 负载尖峰电流 Ispl = 2 * Io / (1 - Dmax) ≈ 4.64A。
- 由 Vo * (1 - Dmax) / Ls = Ispl，解得 Ls = 19.3μH。
- 利用 Lp/Ls = (Np/Ns)^2，计算得到 Lp = 0.48mH。
**3.2.2 峰值点参数计算**
- 峰值点工作于 CCM 状态，Io = 2A。
- 增加的直流分量 ΔIo = 0.7A，解得 ΔIo = 1.25A。
- 原边峰值电流 Ippf = (ΔIo + Ispl) / (Np/Ns) ≈ 1.178A。
##### 3.3 Np 与 Ns 的具体值
- 利用公式 Ac * Bm * Ippf / Lp = Np，计算出 Np。
- 根据 Np = 5 * Ns，求解 Ns。
#### 四、小结
在反激变压器的设计过程中，正确地选择工作模式对于优化效率和性能至关重要。通过上述步骤，我们不仅能够计算出关键的参数，如匝比、最大占空比、初级和次级电感值等，还能确保设计能够在不同负载条件下平稳过渡。值得注意的是，实际设计中还需要考虑更多的细节，例如磁芯材料的选择、散热设计以及电磁兼容性等问题。此外，书中给出的公式和理论虽然能提供指导性的帮助，但在实践中还需灵活运用，不断试验和完善设计方案。
反激变压器的设计是一项复杂且细致的工作，需要设计师具备扎实的理论基础和丰富的实践经验。希望本文能够为初学者提供一定的参考价值，并激发大家深入探索的兴趣。
