开关电源设计(正激式)
正激反激式双端开关电源高频变压器设计详解
正激反激式双端开关电源高频变压器设计详解高频变压器作为电源电子设备中的重要组成部分，起到了将输入电压进行变换的作用。
根据不同的使用环境和要求，电源电路中的电感元件可分为正激式、反激式和双端开关电源。
下面就分别对这三种电源的高频变压器设计进行详解。
1.正激式电源变压器设计正激式电源变压器是将输入电压通过矩形波进行激励的一种变压器。
其基本结构包括主磁线圈和副磁线圈两部分，主磁线圈用来耦合能量，副磁线圈用来提供输出电压。
正激式电源变压器的设计主要有以下几个步骤：(1)确定主磁线圈的匝数和磁芯的截面积：根据输入电压和电流来确定主磁线圈的匝数，根据输出电压和电流来确定磁芯的截面积。
(2)计算主磁线圈的电感：根据主磁线圈的截面积和匝数来计算电感值。
(3)选择磁芯材料：磁芯材料的选择要考虑其导磁性能和能量损耗等因素。
(4)确定副磁线圈的匝数：根据主磁线圈的输入电压和输出电压的变换比例来计算副磁线圈的匝数。
(5)计算副磁线圈的电感：根据副磁线圈的截面积和匝数来计算电感值。
(6)确定绕线方式和结构：根据磁芯的形状和结构来确定绕线方式和结构。
2.反激式电源变压器设计反激式电源变压器是通过反馈控制来实现变压的一种变压器。
其基本结构包括主磁线圈、副磁线圈和反馈元件等。
反激式电源变压器的设计主要有以下几个步骤：(1)确定主磁线圈的匝数和磁芯的截面积：根据输入电压和电流来确定主磁线圈的匝数，根据输出电压和电流来确定磁芯的截面积。
(2)计算主磁线圈的电感：根据主磁线圈的截面积和匝数来计算电感值。
(3)选择磁芯材料：磁芯材料的选择要考虑其导磁性能和能量损耗等因素。
(4)确定副磁线圈的匝数：根据主磁线圈的输入电压和输出电压的变换比例来计算副磁线圈的匝数。
(5)计算副磁线圈的电感：根据副磁线圈的截面积和匝数来计算电感值。
(6)确定绕线方式和结构：根据磁芯的形状和结构来确定绕线方式和结构。
(7)选择合适的反馈元件：根据反馈控制的需要来选择合适的反馈元件，并设计合适的反馈回路。
单管正激式开关电源变压器设计
单管正激式开关电源变压器设计引言：设计目标：设计一个单管正激式开关电源变压器，输入电压为220V，输出电压为12V，输出电流为1A。
主要的设计目标如下：1.高能效：确保转换效率达到90%以上。
2.稳定性：在负载变化范围内，输出电压波动小于5%。
3.安全性：确保设计的变压器具有过载和短路保护功能。
4.成本：在满足以上要求的情况下，尽量降低设计成本。
设计过程：1.计算变压器的变比：由于输入电压为220V，输出电压为12V，所以变压器的变比为220/12=18.332.计算次级电流：输出电流为1A，因此次级电流为1A。
3.计算主磁环的Ae（过剩面积）：根据磁环材料的选择，可以得到主磁环的Ae值。
4.计算主磁环的直径D：根据所选择的磁环材料的饱和磁感应强度，可以得到主磁环的直径D。
5.计算次级绕组的匝数：次级绕组的匝数可以根据变比计算得出。
6.计算次级绕组的截面积：由于次级电流和次级绕组匝数已知，可以计算出次级绕组的截面积。
7.选择铁芯截面积：根据所需的变压器功率，可以选择合适的铁芯截面积。
8.计算输出电压波动：根据设计目标的要求，计算负载变化时输出电压的波动范围。
9.设计过载和短路保护：根据设计目标的要求，设计过载和短路保护电路，以确保变压器的安全性。
设计要点：1.磁环材料的选择：磁环材料应具有高饱和磁感应强度和低磁滞损耗，以提高变压器的效率。
2.绕组材料的选择：绕组材料应具有良好的导电性和低电阻，以减小损耗和提高效率。
3.绝缘材料的选择：绝缘材料应具有良好的绝缘性能和耐高温性能，以确保变压器的安全性和可靠性。
4.冷却系统的设计：变压器在工作中会产生一定的热量，需要设计合适的冷却系统，以保持变压器的温度在安全范围内。
总结：单管正激式开关电源变压器是一种常见的电源转换器，设计时需要考虑效率、稳定性、安全性和成本等因素。
在设计过程中，需要计算变压器的变比、次级电流、主磁环的Ae和直径、次级绕组的匝数和截面积，选择合适的铁芯截面积，设计合适的过载和短路保护电路，并选用合适的磁环材料、绕组材料和绝缘材料。
单管正激式开关电源变压器设计
单管正激式开关电源变压器设计设计一个单管正激式开关电源变压器的主要目标是将输入电压转换为所需的输出电压，并提供适当的电流输出。
这种类型的电源变压器由一个开关管、一个变压器、一个整流电路和一个滤波电路组成。
以下是一个设计单管正激式开关电源变压器的基本步骤：1.确定功率需求：首先，确定所需的输出功率，这将指导变压器的尺寸和开关管的容量选择。
输出功率通常以所需的输出电压和电流来计算，即P=V*I。
2.选择变压器参数：根据所需的输出功率和输入电压范围，选择适当的变压器参数。
变压器一般由工作频率、变比（输出电压与输入电压之比）和功率容量来定义。
变压器的变比可以通过变压器的匝数比来实现，即N2/N1，其中N2是次级（输出）匝数，N1是主级（输入）匝数。
3.选择开关管：选择能够承受所需输出功率的开关管。
开关管的选择与其导通电阻、封装、耐压和工作频率相关。
常用的开关管有晶体管和功率MOSFET。
4.设计整流电路：整流电路用于将开关管的高频交流输出转换为直流输出。
常见的整流电路包括单相桥式整流器和满桥式整流器。
整流电路的设计需要考虑所需的输出电压、电流和纹波功率因素。
5.设计滤波电路：滤波电路用于去除整流电路输出的高频纹波，并提供平滑的直流输出。
常见的滤波电路包括电容滤波器和电感滤波器。
滤波电路的设计需要考虑所需的输出电压纹波和效率。
6.进行模拟和数字仿真：使用计算机软件进行电路的模拟和数字仿真，以验证设计的正确性和性能。
7.制作原型并测试：根据设计的电路图和布局，制作原型并进行测试。
测试包括输出电压和电流的测量、纹波和效率的评估。
8.进行优化：根据测试结果进行设计的优化。
优化的目标包括提高效率、减小纹波和噪声，以及改进稳定性和可靠性。
上述步骤提供了一个基本的单管正激式开关电源变压器设计的框架。
具体的设计细节和参数将取决于所需的输出功率和输出电压等要求。
为了确保电路的稳定性和可靠性，建议在设计过程中仔细考虑电源的保护和故障检测机制。
正激式开关电源
正激式开关电源技术机密文件开关电源变压器的设计——电路相关技术参数计算公式及其推导刃禾一、正激式开关电源高频变压器:No 待求参数项详细公式 1 副边电压Vs Vs = Vp*Ns/Np 2 最大占空比θonmax θonmax = Vo/(Vs-0.5)1、θonmax的概念是指:根据磁通复位原则，其在闭环控制下所能达到的最大占空比。
2、0.5是考虑输出整流二极管压降的调整值，以下同。
23 临界输出电感Lso Lso = (Vs-0.5)*(Vs-0.5-Vo)*θonmax/(2*f*Po)ton1、由能量守恒:(1/T)*?{Vs*[(Vs-Vo)*t/Lso]}dt = Po 0 2、Ton=θon/f 如果输出电感Ls?Lso:θon=θonmax 4 实际工作占空比θon 否则:θon=?{2*f*Ls*Po /[(Vs-0.5)*(Vs-0.5-Vo)]}ton1、由能量守恒:(1/T)*?{Vs*[(Vs-Vo)*t/Ls]}dt = Po 0 2、Ton=θon/f5 导通时间Ton Ton =θon /f26 最小副边电流Ismin Ismin = [Po-(Vs-0.5)*(Vs-0.5-Vo)*θon/(2*f*Ls)]/[(Vs-0.5)*θon]ton1、由能量守恒:(1/T)*?{Vs*[(Vs-Vo)*t/Ls+Ismin]}dt = Po 0 2、Ton=θon/f7 副边电流增量ΔIs ΔIs = (Vs-0.5-Vo)* Ton/ Ls 8 副边电流峰值Ismax Ismax = Ismin+ΔIs229 副边有效电流Is Is = ?[(Ismin+ Ismin*ΔIs+ΔIs/3)*θon]2ton1、Is=?[(1/T)*?(Ismin+ΔIs*t/Ton)dt] 0 2、θon= Ton/T10 副边电流直流分量Isdc Isdc = (Ismin+ΔIs/2) *θon2211 副边电流交流分量Isac Isac = ?(Is- Isdc) 12 副边绕组需用线径Ds Ds = 0.5*?Is2 电流密度取5A/mm13 原边励磁电流Ic Ic = Vp*Ton / Lp 14 最小原边电流Ipmin Ipmin = Ismin*Ns/Np 15 原边电流增量ΔIp ΔIp = (ΔIs*Ns/Np+Ic)/η 第1页共9页技术机密文件开关电源变压器的设计——电路相关技术参数计算公式及其推导刃禾 16 原边电流峰值Ipmax Ipmax = Ipmin+ΔIp2217 原边有效电流Ip Ip = ?[(Ipmin+ Ipmin*ΔIp+ΔIp/3)*θon]2ton1、Ip=?[(1/T)*?(Ipmin+ΔIp*t/Ton)dt] 0 2、θon= Ton/T18 原边电流直流分量Ipdc Ipdc = (Ipmin+ΔIp/2) *θon2219 原边电流交流分量Ipac Ipac = ?(Ip- Ipdc) 20 原边绕组需用线径Dp Dp = 0.55*?Ip2 电流密度取4.2A/mm21 最大励磁释放圈数Np′ Np′=η*Np*(1-θon) /θon 22 磁感应强度增量ΔB ΔB = Vp*θon / (Np*f*Sc) 23 剩磁Br Br = 0.1T24 最大磁感应强度Bm Bm = ΔB+Br标称磁芯材质损耗P 磁芯材质PC30:P = 600 FeFe25 (100KHz 100? KW/m3)磁芯材质PC40:P = 450 Fe2.41.226 选用磁芯的损耗系数ω ω= 1.08* P / (0.2*100) Fe1.08为调节系数2.41.227 磁芯损耗Pc Pc = ω*Vc*(ΔB/2)*f方形中心柱:Sg= [(a+δ′/2)*( b+δ′/2)/(a*b)]*Sc 28 气隙导磁截面积Sg 22圆形中心柱:Sg= {π*(d/2+δ′/2)/[π*(d/2)]} *Sc229 有效磁芯气隙δ′ δ′=μo*(Np*Sc/Lp-Sc/AL)1、根据磁路欧姆定律:H*l = I*Np 有空气隙时:Hc*lc + Ho*lo = Ip*Np又有:H = B/μ Ip = Vp*Ton/Lp 代入上式得:ΔB*lc/μc +ΔB*δ/μo =Vp*Ton*Np /Lp式中:lc为磁路长度，δ为空气隙长度，Np为初级圈数，Lp为初级电感量，ΔB为工作磁感应强度增量;-7μo为空气中的磁导率，其值为4π×10H/m;2、ΔB=Vp*Ton/Np*Sc3、μc为磁芯的磁导率，μc=μe*μo4、μe为闭合磁路(无气隙)的有效磁导率，μe的推导过程如下:由:Hc*lc=I p*Np Hc=Bc/μc=Bc/μe*μo Ip=Vp*Ton/Lpo 得到:Bc*lc/(μe*μo)=Np*Vp*Ton/Lpo2又根据:Bc=Vp*Ton/Np*Sc 代入上式化简得:μe = Lpo*lc/μo*Np*Sc第2页共9页技术机密文件开关电源变压器的设计——电路相关技术参数计算公式及其推导刃禾25、Lpo为对应Np下闭合磁芯的电感量，其值为:Lpo = AL*Np26、将式步骤5代入4，4代入3，3、2 代入1得:Lp =Np*Sc/(Sc/AL +δ/μo)如果δ′/lc?0.005: δ=δ′230 实际磁芯气隙δ 如果δ′/lc,0.03: δ=μo*Np*Sc/Lp否则δ=δ′*Sg/Sc31 穿透直径ΔD ΔD = 132.2/?f 32 开关管反压Uceo Uceo = ?2*Vinmax+?2 *Vinmax*Np/ Np′ 33 输出整流管反压Ud Ud = Vo+?2*Vinmax*Ns/Np′ 34 副边续流二极管反压Ud′ Ud′=?2 *Vinmax*Ns/Np第3页共9页技术机密文件开关电源变压器的设计——电路相关技术参数计算公式及其推导刃禾二、双端开关电源高频变压器设计步骤:No 待求参数项详细公式如果为半桥:Vs = Vp*Ns/(2*Np) 1 副边电压Vs 否则: Vs = Vp*Ns/Np2 最大占空比θonmax θonmax = Vo/(Vs-0.5)1、θonmax的概念是指:根据磁通复位原则，其在闭环控制下所能达到的最大占空比。
基于UC2845单端正激式开关电源设计
２开关电源设计
（ １ ） 系 统 参 数 及 电 路 设 计。本 文 设 计 的 电路 参 数 为 ： 输
入 电压 为市 电２ ２ ０ Ｖ ／ ５ ０ Ｈ Ｚ ， 输 出电压 为直 流５ Ｖ ／ ４ ０ Ａ ， 工作频 率
波特性 ， 断 电后还能使电源的进线端Ｌ 、 Ｎ 不带 电， 保证使用的安
・
技 术 应 用
基于ＵＣ ２ ８ ４ ５ 单端正激式开关电源设 计
李 祥 洪 浩 邱力军（ 西京学院 控制工 程学院， 陕西 西安 ７ １ ０ １ ２ ３ ）
摘 要： 本文论 述一种 采用Ｕ Ｃ ２ ８ ４ ５ 为控 制芯片的开关电源， 介绍了 正激 式变压 器的Ｘ － 作原 理， 并给 出 相 关设计 电路
全性。
（ ５ ） 反馈电路设计。 过流保护电路是由Ｒ ２ ห้องสมุดไป่ตู้ 、 Ｒ ２ ２ 、 Ｒ ２ ３ 以及Ｃ ｌ ｌ
Ｒ ２ ２ 、 Ｒ ２ ３ 上 的电压反映了电流瞬 时值， 当开关电源发 生过 ５ ０ ￣Ｉ Ｏ Ｏ Ｋ Ｈ ｚ 。 整个 电路 由Ｅ Ｍ Ｉ 滤波 电路、 整流滤波 电路、 高频变 组成 。 电流时， Ｑ １ 漏极的电流会增大， Ｕ Ｒ Ｓ 会增大， Ｕ Ｒ Ｓ 接 入Ｕ Ｃ ２ ８ ４ ５ 的保 压器 、 电流检测和反馈补偿 电路等几部分组成 ， 其 原理 图如 图１ 护输入 端３ 脚， 当Ｕ Ｒ Ｓ ＝ Ｉ Ｖ 时， Ｕ Ｃ ２ ８ ４ ５ 芯片的输 出脉冲将关 断。 通 所示： 过调节Ｒ ２ １ 和Ｒ ２ ２ 、 Ｒ ２ ３ 分压 比可以改变开关管的限流值 ， 实现电
关键 词： Ｕ Ｃ ２ ８ ４ ５ ； 单端 正激 ； 开关电源
开关电源 是利用现代 电力电子技术 ， 控制开关管 占空比来 ６ ７ ． ８ Ｋ Ｈ ｚ 。 维持稳定输 出电压 的一种 电源， 其中高频开 关式直流稳压电源 设备、 军工装备、 科研仪器、 Ｌ Ｅ Ｄ 照明等领域得到广泛应用。 为了降低功耗 ， Ｕ Ｃ ２ ８ ４ ５ 采用两条供 电电路， 一条是启动时 正常工作情况下的驱动 电流很大， 所以由变压器分一 个绕 组进 行供电， 可以降低功耗， ｃ ５ 起储 能和滤波作用， 因为Ｕ Ｃ ２ ８ ４ ５ 的瞬
基于单管正激式的高效率开关电源的设计
基于单管正激式的高效率开关电源的设计高效率开关电源是一种电子电源，通过使用开关器件（如晶体管或MOSFET）以高效地转换输入电源的电压至所需的电压输出。
相比传统的线性电源，开关电源具有更高的效率和更小的体积。
本文将基于单管正激式的高效率开关电源进行设计。
首先，我们需要选择适合的开关器件。
常用的开关管有MOSFET和BJT。
在本设计中，我们选择使用MOSFET。
MOSFET具有较低的导通电阻和较高的开关速度，能够提供更高的效率。
接下来，我们需要设计正激式电源的基本电路。
正激式电源通常由脉宽调制（PWM）控制器、功率开关、功率变压器和输出滤波器等组成。
PWM控制器用于控制功率开关的开关信号，调整输出电压和电流。
常见的PWM控制器有TL494、SG3525等。
选择合适的PWM控制器并根据设计要求进行参数设置。
功率开关是用来控制输入电源与输出负载之间的连接和断开。
在本设计中，我们采用MOSFET作为功率开关，使用PWM控制器的输出信号来控制MOSFET的导通和截止。
功率变压器用于变换输入电压至所需的输出电压。
根据设计参数和要求，选择合适的功率变压器，并计算出合适的变比。
输出滤波器用于滤除开关频率的高频噪声，并平滑输出电压。
常见的输出滤波器包括电容滤波器和电感滤波器。
根据设计要求选择合适的滤波器并进行参数计算。
在设计过程中，需要对电源的输入电压范围、输出电压和电流进行仔细的选择和计算。
同时，需要考虑电源的功率损耗和效率。
通过合理的设计和选择，可以实现高效率的开关电源。
最后，为了确保设计的可靠性和安全性，需要进行电路的模拟和实际验证。
通过使用仿真软件进行模拟和调试，可以预测和解决潜在的问题。
同时，进行实物电路的组装和测试，验证设计的性能和参数是否满足要求。
综上所述，基于单管正激式的高效率开关电源的设计需要选择适合的开关器件、设计基本电路和参数，并进行模拟和实际验证。
通过合理的设计和选择，可以实现高效率、稳定和可靠的开关电源。
基于fan4800C的正激式开关电源的设计
以采用 直接在 ５ Ｖ与 １ ２ Ｖ的输 出电感上进行 耦合得 出。 ３ ． ３ Ｖ 的输 出电路采 用 的是磁 放大 的设计 ，通过 对磁 放大 器进 行
控制 ， 调 整 它 饱 和 导通 的 伏 秒 积 ， 以达 到 控 制 ３ ． ３ Ｖ 电压 的
输出。
［ １ ］（ 英） 布 朗（ Ｂ ｒ ｏ ｗ ｎ ． Ｍ． ） ． 开关电源设计指南［ Ｍ］ ． 徐德鸿等， 译． 北京： 机械 工业 出版社， ２ ０ ０ ４ ［ ２ ］ 王忠诚， 孙唯真． 基于 Ｌ Ｄ７ ５ ５ ２ Ｂ的绿色开关 电源设计与分
５ ． １ ～５ ． １ ４ ４ Ｖ， ３ ． ３ Ｖ为 ３ ． ３ ２ ４～ ３ ． ３ ４ ４ Ｖ， １ ２ Ｖ为 １ １ ． ８～ １ １ ． ９ ６ Ｖ，
（ ６ ） 变压器绕制 ： 采用“ 三明治” 绕法即“ 初． 次一 初” ， 这样可
以减 少 漏 感 ， 提 高绕 组 间 的耦 合 性 。
２ ． ２ 正激式 变 压器 的设计
变压器是开关 电源的心脏 ，它的设计尤为重要 。本设计 的变压器 ， 参数 如下：
（ １ ） 铁芯材料： 选用Ｔ Ｄ Ｋ公 司 的 Ｅ Ｒ Ｌ ２ ８ Ｐ Ｃ ４ ０ （ Ａ ｅ ＝ ８ １ ． ４ ｍｍ 、
Ａ ｗ ＝ １ ４ ８ ｍｍ２ 、 ＡＬ ＝ ２ ５ ２ ０ ａ ： ２ ５ ％） 。
规格电压波动范围保持在士 ５ ％， 从测试结果来看各输 出都在规
格范围 内。 ３ ． ２ 电磁兼 容测 试 当 电源 模 块 通 过 了各 项 电气 特 性 测 试 后 ， 还 要 考 虑 到 产
２ － ３ 输 出电路 设计
根据负载对输 出电压纹波 以及负载带载能力的要求 ，采
华为 正激式开关电源输出电感器设计步骤
正激式开关电源输出电感器设计步骤 占空比为 0.5 时典型的工作状态：
I pk I o (max)
6. 计算能量处理能力，以 J（焦耳）为单位
W
2 LI pk
2
（J）
4
7. 计算电状态系数 K e 0.145 Po Bm 10 8. 计算磁芯几何常数 Kg（cm5）
W2 Kg （α=1） K e
9. 根据 Kg 由上表选择磁芯： 磁路长度 MPL（cm） ，铁心质量 Wtfe（g） ，铜质量 Wtcu(g)，平均匝长 MLT(cm)，磁芯面积 Ac(cm2)，窗口 面积 Wa(cm2)，面积积 Ap(cm4)，磁芯几何常数 Kg(cm5)， 表面积 At(cm2)，磁导率μ，每 1000 匝毫亨数 AL。 10. 计算绕组匝数 N 1000 11. 计算电流的有效值 I rms
0.4 NI pk r 104 MPL
（T）
15. 计算需要的导线裸面积 Aw（B）=Irms/J（cm2）
16. 计算需要的导线股数 Sn= Aw（B）/Aw 17. 计算新的每厘米微欧数 （New）μΩ/cm=（μΩ/cm）/Sn （μΩ/cm=1.7/ Aw） 18. 计算绕组电阻（Ω） R=（MLT）N（ （New）μΩ/cm）×10-6 19. 计算绕组铜损 PCu=I2rmsR（W） 20. 计算磁场强度 H（单位奥斯特 Oe） H=0.4πNIpk/MPL 21. 计算交流磁通密度 BAC BAC=0.4π△I/2×10-4×μr/MPL（T） 22. 计算本设计下的调整率α=PCu/Po×100％ 23. 计算每千克瓦特 W/Kg=kfmBnAC 24. 计算磁芯损失 PFe=（mW/g）WtFe×10-3 25. 计算总损失 P∑=PFe+PCu 26. 计算表面积功率耗散密度ψ=PΣ/At（W/cm2） 27. 计算温升 Tr=450ψ0.826（℃） 28. 计算窗口利用系数 Ku=NSnAw（B）/Wa
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型号
最大承受 最大电 最大功率 电压VDS 流ID（A） 损耗PD （V） （W） 700 800 800 800 800 800 800 800 10 3 3 5 5 5 7 8 80 100 75 45 100 125 150 85
封装型号
导通最大电阻值RDS（ON） 典型值 Typ 0.72 3.0 3.0 1.9 1.9 1.9 1.3 1.0 最大值 Max 1.0 3.6 3.6 2.2 2.2 2.2 1.7 1.2 正向降VGS （V） 10 10 10 10 10 10 10 10 正向电流ID （A） 5 1.5 1.5 3.0 3.0 3.0 3.5 4.0
目录
下图是恒流电源常用电路，其中采样电阻RS串联在功率回路里，作为回路电流的 采样元件。它把回路电流转换成电压信号，并与基准电压Uref在放大器中进行比 较放大，然后将其送至调整管VT的基极，驱动调整管VT对输出电流IO变化进行补 偿校正。就可以实现恒流输出的。
目录
2、恒流输出计算
恒流输出电路是采用集成稳压器构成的开关恒流源电路构成如下图所示。 MC7815为三端固定式集成稳压器，RL为LED二极管负载电阻，RW为可调电阻 器。
目录
UL是输出扼流圈在内次级线圈的电压降，Uf是输出二极管的正向电压。 最低的次级电压U2min为：
U 2 min
U
O max
设
U L max 0.2V ,U f 0.5V (设定肖特基二极管)，则
U 2min
15.5 0.2 0.5 5 38.6V 2.1
N1 21 VVT 1 1 Vin max 1 220 1.1 2 597 V 28 N3
流过MOSFET开关管最大电流为
I ds I O
N2 4 10 1.90 A N1 21
目录
N 28 3
设计步骤
目录
输出滤波器设计
在开关电源中带磁心的电感器，一般采用电感线圈Lf 与输出滤波电 容器Cf 构成的“L”型滤波器如下图。电感线圈对高频成分呈现很 高的感抗，而电容对高频成分呈现很小容抗，已达到在电路中抑制 纹波和平滑直流的作用。
目录
1、输出扼流圈的电感值设计
计算流入输出扼流圈电流
I
152 15 W 15
设计步骤
目录
复位电路计算
复位电路如图所示。开关功率管VT1接通时，变压器T1的磁通增加，磁能被 储存到T1，当VT1截止时，即放出这种受激磁的磁能下图复位线圈到T1上 以在VT1截止时通过VD1把磁能反馈到输入。
目录
N3 28
则磁复位串接在N3的中二极管VD1承受最大电压为
U 2min U f U o max L
L为输出扼流圈的电感（μ H）； 为输出电流的10%~30%。则有
I IO 0.2 10 0.2 2 A
电感L值为：
L
U 2min U f Uo max I
ton max
38.6 15.5 0.5 2.1 11.86 H 2
红 色 框 内 是 缓 冲 电 路
U 2min ton max 38.6 2.1 N2 3.7 Bm S 0.2 111
因而次级N2 = 4，式中Bm为磁心的磁通密度（T）；S为磁心的有效截面积 （mm2）。初级线圈的匝数则是
N2 4 N1 21 N 0.193
确定 。次级线圈所需要的电压U2min一定要充分，因此要进行ton max的修 正计算。 目录
U out IO 1 ~ 15 A RW
因此可以实现10A恒流输出的。
目录
缓冲吸收电路设计
在开关电源中，由于变压器的漏感、布线的引线电感存在、开关管在关断瞬间会 产生很高的电压尖峰脉冲。整流快速恢复二极管由于存在存储效应，反向恢复过程 中也会出现很高的反向恢复的碾压尖峰脉冲。这些过电压尖峰脉冲的出现不但危及 功率器件的工作安全性，而且形成很强的电磁干扰噪声。为此必须在功率器件两端 设计尖峰电压缓冲吸收电路。缓冲电路图如下 从缓冲电路中均有电容
器元件，电容器的端电 压不能突变，当 MOSFET功率开关管关 断是形成尖峰电压脉冲 能量转移到电容器中储 存，然后电容器的储能 通过电阻消耗或返回电 源，起到缓冲吸收电压 尖端作用。而输出二极 管两端产生的反向浪涌 电压同时也受到限制， 这样因此反向浪涌电流 就会随之而减少，以及 减少损耗和可能出现振 荡
4.0
0.5 0.5 0.5 1.5
2SK2608
900
3
100
TO-220AB
3.7
4.3
10
1.5
根据下面功率MOSFET表3.7，可以选择东芝2SK2718型号。它的最高承受 电压为900V，允许最大电流为2.5A，而功率损耗是40W，是上面功率最小 损耗的。
目录
输出二极管选择
输出二极管有肖特基二极管（SBD）,低损耗二极管（LLD）、高速二极管(FRD)。 输出为低压大电流时应采用肖特基二极管，其他则采用低损耗或调整二极管。 选择二极管时要注意选择反向恢复时间trr快的二极管。这是因为主开关元件闭合 时反向流入二极管的电流会影响初级线圈开关特性并致使损耗增大。同时，输出噪 声也会受很大影响的。所以输出整流二极管选择一般原则有四点。 1、选用正向压降VDF小的整流二极管； 2、选用反向恢复时间trr整流二极管； 3、选用正向恢复电压VFRm整流二极管； 4、选用反向漏电流IR小整流二极管。
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开关电源设计步骤
开始
选用拓扑
变压器设计
输出反馈设计
控制器设计
功率开关和驱动 设计
输出整流。滤波 设计
启动电路设计
保护电路设计
高层功能设计
实验设计和结构 设计
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EMI/RFI测试
优化设计
测试
变压器设计
1、输出变压器次级电压U2计算
U2
U
O
UL U f T ton
U L max U f T ton max
设计步骤
2SK34532 2SK2603 2SK2883 2SK2605 2SK2884 2SK2604 2SK2746 2SK2606
TO-3P(N)IS TO-220AB TO-220FL/SM TO-220() TO-220FL/SM TO-3P(N) TO-3P(N) TO-3P(N)IS
2SK2607
2、初、次级线圈计算
输入直流电压U1的最小值使用按输出电路计算求得的U1min值。根据中国输 配电情况U1=200～253V,则变压比N为
U 2min 38.6 N 0.193 U1min 200
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根据输出容量磁心尺寸关系表3-4 [2] 选取EI-30。它的有效面积为S=111mm2 磁心材质相当于TDK的H7C4,最大工作磁道密度Bm可从图3-4中查得.实际使用 时的磁心温度约100℃，且要选择能保持线性范围的Bm，即0.3T以下。当磁心 温度有100℃，工作频率200KHz时，约减少0.1T而成为 。根据线圈计算公式 则，
工作原理：固定式集成稳压器工作在正常状态，在输出2和公共端3之间接一电 位器RW，从而形成一固定恒流源。调节RW，可以改变电流的大小，其输出 电流为
U OUT IO RW
Iq
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式中Iq为MC7815的静电流，小于10mA。当RW较小即输出电流较大时，可以忽 略Iq。当电路中电压或者是负载发生变化时，MC7815用改变自身压差来维持通 过负载的电流不变的。 设RW=1~15 时，那么它输出恒定电流变化范围
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可以选择肖特基二极管IN5825,最大承受电压UDS 40V,额定电流为15A.,trr＜1.0ns
2、续流二极管VD2选择
续流二极管VD2上的反向电压UVD2与输出变压器次级电压的最大值是 相同的。根据单端正激式变换器公式得:
UVD 2
N2 4 U in max 220 42 V N1 21
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由此可见，需要11.86μ H，10A的扼流圈。
2、输出滤波电容的确定
输出电容器的选定取决于输出脉动电压控制在多少毫伏。输出脉动电压 虽 要根据 和输出电容器的等效串联电阻 确定，但一般规定为输出电压的 0.3%～0.5%范围。
0.3 ~ 0.5 U O 0.3 ~ 0.5 15 U 45 ~ 75 100 100
I Cfms
I L 2 0.58 A 2 3 2 3
<2.9A,说明电容合适
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3、滤波器电阻设计
要想不是输出扼流圈的电流中断而直接使用时，可以假设电阻值为
Rd
2 U O 2 15 Rd 15 I L 2
则假设电阻
Rd
电耗为
Wrd
2
Wrd
Uo Rd
N3 28 UVD1 1 Vin max 1 220 1.1 2 795 V 21 N1
那么选择VD1额定电压为800V，这样基本符合要求的。
பைடு நூலகம்
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功率开关管选择
右图为MOSFET型功率开关管，它主要具有驱动功率小， 器件功率容量大；第二个显著特点是开关速度快，工作 频率高，另外他的热稳定性优于GTR等优点，也是目前 开关变换器广泛应用的开关器件。 根据单端正激式变换器计开关管VT1承受最大电压公式 得:
流过它方向电流Ir一般看作与IO大致相同的，即 Ir=Io=10A.. 可选择低损耗二极管MBR1545 作为续流二极管它参数为，Uds=45V, IO=15A,trr＜1.0ns.
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恒流输出电路设计