原创 飞兆半导体公司网上设计工具简单说明之三—单端反激电源的输出电压纹波的设计

在单端反激电源的设计中，输出电压文波的要求决定了输出电容的选择。我们现在就针对这个设计做个比较详细的分析。

如图一所示， 一个简化的单端反激变换器由如下元件组成， 输入电容C_IN. 变压器T₁， 输出整流管D₁。蓝色方块里面的是包含着ESR的输出电容的简单模型。输出负载用电阻R_L来表示。M₁是原端开关管。 R_CS是电流取样电阻。

Fig. 1

这样如下电气参数的波形可以表示为：

Fig. 2

如图2所示， 其实输出电压的组成包括了在电容ESR上面的压降和电容冲放电所引起的电压变化。为了降低输出电压的纹波， 我们要选择ESR比较小的大电容。 但是我们知道， 电解电容的容值虽然比较大，它的ESR一般比较大。 这样， 即使我们使用了容值比较大的电解电容， 我们的输出文波也是有可能比较大的。 因此， 我们在选择输出滤波电容的时候， 不仅仅要考虑输出电容的容值， 其ESR的大小也是我们要考虑的重要因素之一。

有时候，为了降低输出的电压纹波，我们把数个电解电容和瓷片电容一起并联，用来降低等效电阻ESR和加大容值。 如图三所示，C2和C3都是并联上去的电容。

Fig.3

但是，过多的并联电容， 会使整个变换器的造价上升。 为了不大幅增加变换器的成本，我们也可以加上第二级滤波器， 如图4所示。

Fig.4

如图四所示， 1是第一级滤波，它是由电容组成的。 2是第二级LC滤波电路。 有了这第二级LC滤波电路，输出电压纹波可以被大幅度减少，同时， 变换器的成本也不会有太多的增加。

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