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三电平拓扑4—飞跨电容电压平衡方法
反激拓扑1—反激电路的由来
反激拓扑2—反激电路工作原理分析
反激拓扑3—CCM模式与DCM模式的边界条件
反激拓扑4—伏秒平衡
反激拓扑5—如何设计反激变压器?
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反激拓扑5—如何设计反激变压器?
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反激拓扑5—如何设计反激变压器?

在此之前,已经介绍了一些关于反激的基础知识
       本节将会尽可能详细的从理论上进行反激变压设计的推导,在此申明,本节内容是基于理想情况下进行理论的讲解,至于实际中影响的各种因素,会在后续逐步进行深入讲解。
       通常,在设计一个反激变压器之前,总会有一些输入条件,比如输入电压Vin,输出电压Vout,输出功率Po或者输出电流Io,依据我们选择的驱动IC和设计经验,可以初步确定开关频率fsw
1、计算输入平均电流

2、根据反激电路输入侧电流波形,平均电流Iagv与峰值电流Ipeak的关系如下:

CCM模式下,Ipeak>ΔI,DCM模式下,Ipeak=ΔI
3、计算变压器励磁电感量Lm
根据反激电路初级侧励磁电感电流波形分析,存在如下关系:

CCM模式:0<k<1
DCM模式:ΔI=Ipeak

根据电感感应电压公式:

4、AP计算法
目前AP法(即面积乘积法)仍被推荐为选择磁心的一种有效方法,用于计算变压器面积的方法称为AP法,如下图是一个典型的变压器示意图。

我们把磁芯的二维示意图画出来,如下图所示

       其中Aw为磁芯可绕导线的窗口面积(cm^2),Ae为磁芯的有效横截面积(cm^2),则有AP=AW*Ae(cm^4)。
       但AP法原本是针对传统的工频正弦波铁心变压器而提出的,直接用于波形复杂的高频变压器并不合适,计算结果也很不准确。由于推导过程比较繁杂,在此不做赘述,有兴趣的同学可以在网上查找学习,当然针对反激变压器计算的AP法公式并不唯一,但计算结果都不会相差很多,我们可以选择一个在实践中觉得比较合适的进行初步的设计计算。
       小编经常采用的公式如下:

      其中,B为磁通量,Kw为窗口填充系数,一般选择0.2-0.4,j为电流密度,一般选择4-6,在计算时,AP公式中各参数均为无单位数值。
5、计算变压器的匝数
       在网上很多资料中,都普遍通过伏秒平衡原理进行变压器匝比的计算,如下式

        通过上期对伏秒平衡法则的解释,很明显我们发现,上式仅适用于CCM模式下,因为在DCM模式下,励磁电感去磁的时间并非(1-D)*T,而是小于该值。不过在前边我们推理过
CCM模式和DCM模式的临界条件,为了简单,姑且可以先用上式计算出CCM模式下的匝数比Nps,然后通过DCM模式下的条件进行验证,知道选择合适的匝数比。
DCM模式下:

根据法拉第电磁感应定律:

       其中,ψ表示磁链,B表示磁感应强度,S表示磁芯的横截面积,即上文中提到的Ae。

       则副边匝数为

6、计算变压器原副边电流有效值
经过上述的推导,我们基本上已经确定了反激变压器原副边的电流波形,有效值可以通过积分公式进行计算

在此给出几组公式,可以在计算过程中求证一下是否正确
DCM模式:

其中,D1表示DCM模式下励磁电感去磁阶段时长占整个开关周期的比例。
CRM模式下:

CCM模式下:
根据其波形特点和有效值计算法则进行计算:

CCM和CRM模式通用的计算公式可以归纳为:

根据上述电流值的计算,可以选择合适的原副边绕组导线。
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