變壓器的設(shè)計(jì)首先從選擇合適的開關(guān)頻率開始。通常，開關(guān)頻率的選擇是基于轉(zhuǎn)換器尺寸與效率之間的權(quán)衡，且以簡單的反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)。通常，開關(guān)頻率越高，變壓器尺寸越小。不過，開關(guān)損耗會(huì)增加，從而降低效率。有時(shí)，選擇開關(guān)頻率是為了避開某些通信頻段，以防止噪聲干擾通信。頻率的選擇超出了本數(shù)據(jù)表的范圍。

開關(guān)頻率目標(biāo)為 110kHz，以最大限度地縮小變壓器尺寸。同時(shí)，由于 EMI 法規(guī)開始限制 150kHz 時(shí)的傳導(dǎo)噪聲，因此選擇 110kHz 開關(guān)頻率有助于減小 EMI 濾波器的尺寸。

變壓器的匝數(shù)比可以根據(jù)所需的 MOSFET 額定電壓和二極管額定電壓來選擇。由于最大輸入電壓為 265V AC，因此可以按照 方程式 6 計(jì)算峰值母線電壓。

方程式 6.

為了盡可能地縮減系統(tǒng)成本，選擇了常用的 650V MOSFET?？紤]到設(shè)計(jì)裕度和 MOSFET 漏極上的額外電壓振鈴，反射輸出電壓必須小于 120V。變壓器匝數(shù)比可通過 方程式 7 選擇。

方程式 7.

變壓器電感的選擇基于連續(xù)導(dǎo)通模式 (CCM) 條件。電感值越高，轉(zhuǎn)換器越能長時(shí)間地保持在 CCM 下。但是，這往往會(huì)增大變壓器尺寸。通常，選擇變壓器磁化電感，以便轉(zhuǎn)換器在最小線路電壓下約 50% 的負(fù)載時(shí)進(jìn)入 CCM 運(yùn)行。這是在變壓器尺寸和效率之間進(jìn)行權(quán)衡的結(jié)果。在該特定設(shè)計(jì)中，由于輸出電流較高，因此需要使轉(zhuǎn)換器保持在 CCM 更深的狀態(tài)，并將導(dǎo)通損耗和輸出紋波降至最低。轉(zhuǎn)換器在最小母線電壓下約 10% 的負(fù)載時(shí)進(jìn)入 CCM 運(yùn)行。

電感器的計(jì)算公式為 方程式 8。

方程式 8.

在本公式中，開關(guān)頻率為 110kHz。因此，變壓器電感必須約為 1.7mH。選擇 1.5mH 作為磁化電感值。

輔助繞組為 UCC2813-0 的正常運(yùn)行提供偏置電源。輔助繞組電壓是反射到初級(jí)側(cè)的輸出電壓。該 IC 需要更高的反射電壓，以便能夠快速從變壓器獲取能量，并使在重負(fù)載下的啟動(dòng)更為容易。不過，反射電壓越高，IC 消耗的功率也越多。因此，需要進(jìn)行權(quán)衡。

在此設(shè)計(jì)中，所選輔助繞組電壓與輸出電壓相同，這樣既高于 UVLO 電平，又能保持較低的 IC 和驅(qū)動(dòng)損耗。因此，輔助繞組與輸出繞組匝數(shù)比可通過 方程式 9 選擇。

方程式 9.

基于計(jì)算的初級(jí)電感值和開關(guān)頻率，可以計(jì)算 MOSFET 和二極管的電流應(yīng)力。