1. 交错式前向变换器的设计#

在此设计中，将功率分成两个交错式电源阶段可以有效地将每个相位的电流限制在30A以下，而不是单相电源所需的60A电流。这种设计不仅减少了次级电路中的电流，还能有效管理电感和导通损耗。设计时，首先需要选择变压器的匝比和电感。此设计采用4.5:1的匝比，确保在36V输入时的占空比为63%。选择200kHz的开关频率平衡了体积与效率的关系。

2. 次级电感与输出电容的选择#

次级电感和输出电容的选择对于控制输出电压波动至关重要。在交错式设计中，由于相位之间的电流波动部分互相抵消，次级电流的涟漪得以减少。这种电流的取消依赖于占空比和两个相位之间的相位角度。对于该设计，选择四个180μF的聚合物电容能够保持输出的峰-峰涟漪电压低于50mV，从而优化了系统的整体效率。

3. MOSFET与同步整流设计#

对于功率开关的选择，考虑到变压器的重置电压和输入电压之和，选用额定为30V的MOSFET足以应对设计要求。MOSFET的并联使用确保了功率损耗控制在合理范围内，特别是在20%的相位不平衡情况下，保证了结温不至于过高。

此外，设计中还采用了自驱动同步整流技术，通过MOSFET（Q1-Q6）来确保每个相位的电流顺利切换，从而降低了开关过程中的损耗。

4. 控制与同步#

为了确保两个电源阶段的协调运行，采用了主从控制结构，通过控制反馈信号与软启动电路来确保同步启动。通过设置从控制器的时钟频率略低于主控制器，可以实现两相位之间的准确同步。这种同步设计保证了电源在启动过程中的稳定性，避免了相位不一致带来的额外损失。

5. 高效能与应用#

该设计在60A负载电流下能够提供超过92%的效率，充分证明了交错式前向变换器在高功率应用中的高效能表现。无需通过中间总线的转换直接提供隔离和稳压的5V输出，从而简化了系统设计，并减轻了上游AC/DC整流器的功率需求。

结语#

交错式主动夹紧前向变换器设计不仅提供了高效能的解决方案，同时也能够有效管理较高电流的系统设计问题。通过合理的同步与相位控制，交错式设计能够扩展前向变换器的功率范围，支持高达60A的负载电流。对于大功率电源系统，尤其是在电信和其他工业应用中，这种设计提供了卓越的性能与可靠性。