MPS反激设计工具体验—65W PD应用仿真

电源反激设计(Flyback Converter),是一种隔离型中小功率开关电源的主流拓扑,核心是开关导通时变压器储能、开关关断时才向负载释能,因此得名 “反激”。

其中反激变压器既是隔离元件,也是储能电感。电路简单元器件少,BOM成本低,但是开关管耐压要求高,变压器利用效率低,纹波大。

本帖子基于MPS的电源反激验证工具,验证输入90~264Vc,单口输出20V/3.25A,主要应用于65W PD应用场景。

在System菜单内选择DC,填写Vin的最小值90V和最大值264V,对应 AC 85-265V 整流后的母线电压,选择输出的路数为1路。

输出电压 Vout1 20V,目标输出电压输出电流 Iout1 3.25A,最大输出电流输出功率 Pout1_max :65W20V×3.25A,反激黄金功率区间输出纹波要求 Vi1:0.5V,设计目标纹波上限。

在Transformer菜单内可选择变压器的原边漏感系数和纹波系数。

Output Capacitor这里可填写输出路径上不同的电容值,从而可获取更小的纹波,当然电容耐压值一定,容值越大的电容价格越高。

RCD Snubber是钳位电压设计,通过修改电容最大电压纹波值,可快速获得钳位电阻的阻值、功率损耗,电容容值,钳位电容两端电压。

Control是反馈控制环路设计,选择的是PSR方案,行业常见的使用TL431且无需光耦。

环路补偿的技术参数是以下参数:右半平面零点 frhp=34.98kHz,相位裕度 83.24°,直流增益 21.71dB,主极点 fp1=0.42kHz。分压电路结果是:下侧反馈电阻 R2=5.26kΩ。

补偿后环路特性:补偿后相位裕度 81.71°,补偿后零点 fz1=0.04kHz,极点 fp3=106.1kHz,补偿后参数完全合理。

同时会直接输出关键的补偿元器件参数:补偿电阻 RF=18.15kΩ、主补偿电容 CF=208.07nF,高频补偿电容 CB=80pF。

同时还会生成反激变换器开环传递函数的伯德图,显示蓝色增益曲线和橙色相位曲线。

MPS的设计工具挺优秀的,不够反激工具把每项都列出来展示会更好?