高频反激式变压器DCM,CCM,QR三种设思路
原创 磁性元器达人 磁性元件达人 2025年11月18日 06:11 广东
高频反激式变压器在 DCM(断续导通模式)、CCM(连续导通模式)和 QR(准谐振模式)下的设计思路各有侧重,以下是三种模式的核心设计要点与对比:
✅ 1. DCM(Discontinuous Conduction Mode)设计思路
特点:
- 每个周期内变压器磁能完全释放,电流降到零。
- 控制简单,适合中小功率应用(<100W)。
- 开关损耗小,但导通损耗大,EMI 较高。
设计要点:
- 设定最大占空比(如 0.48),在最低输入电压下工作在 BCM(临界模式)。
- 根据伏秒平衡计算反射电压 Vor 和匝比 n。
- 初级电感量 Lp 通过能量传输公式计算:
Po = 0.5X Lp X Ipk^2 XFswX η
- 典型电感值较小(如 78μH),以确保持续在 DCM 区域 。
✅ 2. CCM(Continuous Conduction Mode)设计思路
特点:
- 变压器电流不完全降到零,能量在每个周期内部分转移。
- 适合中功率应用(50W~150W),效率较高,EMI 较低。
- 控制环路复杂,需考虑斜坡补偿。
设计要点:
- 通常设定在额定负载的 70% 处为 BCM 临界点,负载增加即进入 CCM。
- 计算电流纹波 ΔI,并据此确定 ΔB(磁通密度变化量),避免磁芯饱和。
- 电感量较大(如 150μH 以上),以降低电流纹波。
- 匝比与 DCM 类似,但初级匝数可能略少,以保持磁通密度在安全范围 。
✅ 3. QR(Quasi-Resonant)模式设计思路
特点:
- 本质上是变频的 DCM,在谷底导通,降低开关损耗。
- 适合高效率、低 EMI 应用,如充电器、适配器。
- 频率随输入电压和负载变化,需频率补偿设计。
设计要点:
- 在最低输入电压下设定为临界模式(近似 BCM),计算反射电压与匝比。
- 初级电感量通常大于 DCM(如 156μH),以控制峰值电流。
- 需计算谐振周期,确保 MOSFET 在谷底导通。
- 频率变化范围大(如50kHz ~112.5kHz),需考虑变压器磁芯损耗与 EMI 滤波器设计 。
�� 总结对比表:
模式 控制方式 电感量 应用功率 特点 设计复杂度
DCM 定频/变频 小(78μH) <100W 控制简单,EMI 高 低
CCM 定频 大(>150μH) 50W~150W 效率高,EMI 低 高
QR 变频 中(156μH) <150W 高效率,低 EMI 中