第一次设计和测试反激式电源

图2. 查看是否有变压器饱和信号

资料来源：Power Integrations
变压器饱和的主要原因是有过多的磁通在磁芯中累积。如果在您的设计中发现饱和现象，首先需要与变压器供应商核实，看变压器是否按照所指定的参数值进行制造。此外，还应确保变压器的初级电感值处于设计所容许的容差限值范围内。如果器件限流点设定过高，也会造成变压器饱和。请查阅器件的数据手册，了解检验限流点设定方式的信息。
如果变压器结构和限流点设定方式正确，您可能需要重新设计变压器，以减小磁芯的磁通密度。您可以通过为变压器添加额外线圈或减小初级电感所容许的生产容差来实现这一点。有些设计工具可以简化此过程。例如，如果您使用的是Power Integrations器件，该公司的PI Expert设计工具可在您增加次级绕组圈数的同时自动按比例相应增加初级绕组圈数。您也可以通过调节KP值来减小磁通密度。如果初级限流点可设定且远高于您的功率级要求，那么降低限流点也会造成磁通量增大。在有些情况下，您也能需要通过增大磁芯尺寸来减小磁通密度。在这种情况下，Power Integrations的PI Expert设计软件还可用来自动确定更优化的解决方案。
变压器磁芯过热时，也会造成变压器饱和。发现饱和问题后，应检验变压器是否在适当的温度限值内进行工作。必要时，请重新设计变压器，以降低磁芯和绕组损耗，并降低变压器的工作温度。

计算变压器初级电感量
接下来，切断AC输入，将高压示波器探针连接到输入大容量电容的端子。然后，向电源施加最小的AC输入电压，将输出负载增至满载。设定示波器，将高压探针连接在输入大容量电解电容两端，从而测量到DC总线电压，同时测量漏极开关电流波形。
利用示波器测量大部分线性斜升过程中的漏极电流的di/dt比值。这部分通常处于流限值的25%到75%之间。同时，应同一时间间隔内测量平均DC总线电压。利用这两个测量结果，您可以根据电感的基本关系式计算出变压器初级电感量的近似值：V = L ?i/?t。

图3. 测量变压器初级电感量

资料来源：Power Integrations
MOSFET导通后，变压器初级侧的电压将近似等于平均DC总线电压。电感中的电流等于漏感电流。将此公式改写为：L= V ?t/?i。计算L值，将其与您设计中指定的值进行比较。如果您使用的是Power Integrations器件，可以使用PI Expert工具快速确定该值。如果该值超出器件的定义容差，请与变压器制造商联系。
接下来，检查在MOSFET导通后随即出现的高初始电流。切断交流电源供应器，将高压示波器探针重新连接到MOSFET两端，测量漏极开关电压。施加最大的指定AC输入电压，并将电源负载增至满载。设定示波器，以便同时显示MOSFET电压和电流，并在漏极电压的上升沿触发。调宽时基范围，以便监测一个完整的开关周期。
在您查看漏极电流波形的导通沿时，可以看到一个电流尖峰。该尖峰由寄生电容通过MOSFET快速放电时产生，它常见于开关电源。
有些器件（如Power Integrations器件）具有一项这样的功能：可在MOSFET导通后将流限传感器禁止一段时间。这种前沿消隐功能可防止初始电流尖峰触发流限，使其提前结束电流脉冲。不过，如果导通尖峰大于正常值，还是会触发器件的初始流限，并使传输到输出的功率受到限制。

图4. 测量输出二极管的PIV

资料来源：Power Integrations
请参阅相关数据手册，确定您的设计中所采用器件的最小前沿消隐时间。然后，测量前沿消隐时间结束后MOSFET上的电流大小。将测量值与器件数据手册中的初始流限值进行比较。如果MOSFET的测量值大于初始流限值，则可能会导致设计出现功率输出问题。
在指定的最低输入电压下重复此测量。如果电源设计为在低压下以连续导通模式工作，则初始电流基值将会增大初始电流尖峰。
偏置绕组电压
对于采用偏置绕组的设计，需要关断AC输入并连接一个示波器电压探针，然后进行设置，测量偏置绕组输出滤波电容上的DC电压。必要时，可将两个短接导线焊接到电路板背面，用作测试点。然后，施加最小的AC输入电压，并移除电源输出上的所有负载。
使用示波器测量偏置绕组电容在整个周期内的最低电压。通常，我们建议最低偏置绕组电压应降至 8V与9V之间。如果最低偏置绕组电压<8 V，则可导致您的电源出现稳压问题。您需要增加偏置绕组的圈数以增大电压。
为避免电压增加过多，我们建议每次只添加一个线圈，然后再重新检测设计中的电压。添加过多线圈将导致偏置绕组电压大幅升高，从而加大设计的空载功耗。在有些设计中，增大偏置绕组滤波电容的值可提供足够的维持时间，使最低偏置绕组电压升至8 V以上。
接下来，检测输出二极管的峰值反向电压(PIV)。首先，关断AC输入，并断开电路板上的所有示波器探针。然后，在待测量的输出二极管上连接一个低压探针。如下图所示，将接地线夹和探针尖分别连接到阴极和阳极。请注意，虽然没有必要，但电路图中还会显示一个电流探针与输出二极管串联，用于查看二极管电流。