开关电源的磁芯设计要注意什么？

Question

对于开关电源，无论是单管双管正激反激，都是将原边存储的能量通过电磁感应原理传递给副边，这个能量传递的过程对原副边磁芯的感量有什么要求？感量太小，存储的能量不足以供应给副边的负载，这个我能理解，但是感量大一些，功率留有一定的余量，电源发出的功率是由负载所决定的，这样做为什么还是不太行?尤其是电感量留有较多的余量时，会导致剩磁和下一周期的磁感量叠加导致磁饱和吗？
还有开关的电源的工作模式，连续工作模式，临界工作模式，不连续工作模式，这三种工作模式和磁芯的感量有什么关系？如何判断开关电源工作在那个模式下，看原边还是副边的波形？

Answer 1

在开关电源的磁芯设计中，需要注意以下几点：

1. 饱和磁感量：磁芯的饱和磁感量需要满足待设计开关电源的输入功率和频率要求，以确保足够的能量传递给副边。如果磁芯的饱和磁感量太小，将导致存储的能量不足以供应负载。

2. 磁芯损耗：磁芯损耗会导致能量的损失和温升，因此需要选择低损耗的磁芯材料，并根据设计要求确定适当的磁芯尺寸。

3. 剩磁问题：剩磁是指在开关状态改变时，磁芯中仍然存在的残余磁场。如果剩磁较大，会导致下一个周期的磁感量叠加，可能引起磁芯饱和和波形失真。因此，需要选择磁芯材料和控制开关硬件来减小剩磁。

4. 工作模式和磁芯感量关系：开关电源的工作模式包括连续工作模式、临界工作模式和不连续工作模式。不同的工作模式下，原边和副边的波形特点不同，对磁芯的感量需求也不同。一般来说，连续工作模式和临界工作模式对磁芯感量的要求较小，而不连续工作模式对磁芯感量的要求较高。

要判断开关电源的工作模式，可以通过观察原边和副边的波形来确定。在连续工作模式下，原边电流和副边电压均连续变化；在临界工作模式下，副边电流连续变化，而原边电流脉冲变化；在不连续工作模式下，原边电流和副边电压均呈脉冲变化。根据波形特点，可以判断出开关电源的工作模式。