多相并聯(lián)反激式轉(zhuǎn)換器：突破百瓦極限的EMI優(yōu)化設(shè)計(jì)

引言：突破單相功率瓶頸的新路徑

反激式轉(zhuǎn)換器憑借電氣隔離特性和簡(jiǎn)潔拓?fù)洌蔀榈陀?0W應(yīng)用的理想選擇。然而受限于變壓器儲(chǔ)能能力（單相最大能量傳輸約3mJ），傳統(tǒng)方案難以突破百瓦門檻。多相并聯(lián)技術(shù)通過(guò)拓?fù)渲貥?gòu)，將功率分配至2-4個(gè)并聯(lián)變壓器，在MAX15159控制器驅(qū)動(dòng)下，實(shí)測(cè)輸出功率可達(dá)120W@24V/5A（效率92.5%），同時(shí)顯著改善傳導(dǎo)EMI性能。

技術(shù)痛點(diǎn)與多相方案創(chuàng)新

1. 單相反激的固有局限

●功率天花板：磁芯飽和限制單變壓器儲(chǔ)能，商用EFD25磁芯在65kHz開關(guān)頻率下極限功率約75W

●EMI挑戰(zhàn)：脈沖輸入電流導(dǎo)致高頻噪聲（典型150MHz頻段超標(biāo)8-10dB）

●體積制約：100W以上方案需EE30以上大型磁芯（體積≥45×30mm）

2. 多相并聯(lián)的核心突破

圖1.一種采用無(wú)光耦技術(shù)的簡(jiǎn)單反激式轉(zhuǎn)換器。

●雙/四相并聯(lián)：各相位獨(dú)立變壓器（如EPC13磁芯），通過(guò)電流均分實(shí)現(xiàn)功率倍增

●相移控制：MAX15159驅(qū)動(dòng)雙通道180°錯(cuò)相工作，四相擴(kuò)展時(shí)采用90°相位差

實(shí)測(cè)優(yōu)勢(shì)：

●功率躍升：雙相EPC13磁芯（12×10mm）組合輸出120W，功率密度提升60%

●EMI優(yōu)化：輸入電流紋波抵消效應(yīng)使150MHz頻段噪聲降低40%

●電容減負(fù)：輸入電容容值需求下降50%（100μF→47μF）

圖2.MAX15159能夠控制多相反激電路。

關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)

1. 無(wú)光耦電壓調(diào)節(jié)

●MAX15159通過(guò)初級(jí)側(cè)穩(wěn)壓（PSR）技術(shù)：

●采樣關(guān)斷期間初級(jí)繞組電壓（比例于輸出電壓）

●動(dòng)態(tài)調(diào)整PWM占空比，精度達(dá)±2.5%（5V輸出）

        ●省去光耦及補(bǔ)償電路，BOM成本降低15%

2. 均流與相移控制

●電流鏡像技術(shù)：內(nèi)部比較器實(shí)時(shí)匹配雙通道峰值電流（偏差＜3%）

●自適應(yīng)死區(qū)：根據(jù)負(fù)載調(diào)整相位差（輕載時(shí)自動(dòng)擴(kuò)展至240°降低損耗）

圖3.多相反激式轉(zhuǎn)換器輸入側(cè)的電流流動(dòng)。

3. EMI抑制設(shè)計(jì)

●頻譜分散效應(yīng)：雙相180°錯(cuò)相將開關(guān)噪聲基頻從65kHz提升至130kHz

●集成柵極驅(qū)動(dòng)：2A驅(qū)動(dòng)能力縮短MOSFET開關(guān)時(shí)間（tr/tf＜15ns），減少高頻輻射

設(shè)計(jì)驗(yàn)證與性能對(duì)比

典型應(yīng)用場(chǎng)景

1. 工業(yè)機(jī)器人控制電源

●四相并聯(lián)輸出200W，耐受100G機(jī)械沖擊

●-40℃~105℃寬溫運(yùn)行，無(wú)散熱器設(shè)計(jì)

2. 醫(yī)療設(shè)備電源模塊

●雙相120W方案通過(guò)BF級(jí)隔離認(rèn)證（4kVAC/分鐘）

●漏電流＜5μA（優(yōu)于60601-1標(biāo)準(zhǔn)）

3. 快充適配器

結(jié)語(yǔ)：重新定義反激式技術(shù)邊界

多相并聯(lián)反激技術(shù)通過(guò)分布式能量傳輸架構(gòu)，徹底打破單變壓器功率瓶頸。以MAX15159為核心的相移控制策略，不僅將輸出功率拓展至200W級(jí)，更借助電流紋波抵消效應(yīng)顯著優(yōu)化EMI性能。這種創(chuàng)新方案以小型化磁芯組合替代笨重單體變壓器，在工業(yè)電源、醫(yī)療設(shè)備等場(chǎng)景中同步實(shí)現(xiàn)功率躍升與空間壓縮，為高密度隔離電源設(shè)計(jì)開啟全新可能。