多路輸出單端反激式開關(guān)電源設(shè)計

　　下面簡要分析一下反饋回路實現(xiàn)穩(wěn)壓的工作原理。當(dāng)輸出電壓UO發(fā)生波動且變化量為UO時，通過取樣電阻R5、R6分壓后，就使TL431的輸出電壓UK也產(chǎn)生相應(yīng)的變化，進而使PC817中LED的工作電流IF改變，最后通過控制端電流IC的變化量來調(diào)節(jié)占空比D，使UO產(chǎn)生相反的變化，從而抵消UO的波動。上述穩(wěn)壓過程可歸納為：

　　UO ↑→UK ↓→IF ↑→IC ↑→D ↓→UO↓→最終使UO不變。

　　其余各路輸出未加反饋，輸出電壓均由高頻變壓器的匝數(shù)來確定。

　　變壓器設(shè)計

　　變壓器的設(shè)計是整個電源設(shè)計的關(guān)鍵，它的好壞直接影響電源性能。

　　磁芯及骨架的確定

　　由于本文選用漆包線繞制，而且EE型磁芯的價格低廉，磁損耗低且適應(yīng)性強，故選擇EE22，其磁芯長度A=22mm。從廠家提供的磁芯產(chǎn)品手冊中可查得磁芯有效橫截面積SJ=0.41cm2，有效磁路長度1=3.96cm，磁芯等效電感AL=2.4μH／匝2，骨架寬度b=8.43mm。

　　確定最大占空比Dmax

　　根據(jù)公式：

　　其中，UOR=135V，直流輸入最小電壓值UImin=90V，MOSFET的漏-源導(dǎo)通電壓UDS（ON）=10V，代入上式得：Dmax=64.3％，接近典型值67％。Dmax隨著輸入電壓的升高而減小。

　　計算初級線圈中的電流

　　輸入電流的平均值IAVG為：

　　初級峰值電流IP為：

　　其中，KRP為初級紋波電流IR與初級峰值電流IP的比值，當(dāng)電壓為寬范圍輸入時，可取0.9。將Dmax=64.3％代入得，IP=0.518A。

　　確定初級繞組電感LP

　　其中，損耗分配系數(shù)Z=0.5，IP=0.518A，KRP=0.4，PO=10W，代入得：LP≈1265μH。

　　確定繞組繞制方法

　　并計算各繞組的匝數(shù)

　　初級繞組的匝數(shù)NP可以通過下式計算：

　　其中，磁芯截面積SJ=0.41cm2，磁芯最大磁通密度BM=60，IP=0.518A，LP≈1265μH，代入可得NP=26.6，實取30匝。

　　次級繞組采用堆疊式繞法，這也是變壓器生產(chǎn)廠家經(jīng)常采用的方法，其特點是由5V繞組給12V繞組提供部分匝數(shù)，而24V繞組中則包含了5V、12V的繞組和新增加的匝數(shù)。堆疊式繞法技術(shù)先進，不僅可以節(jié)省導(dǎo)線，減小線圈體積，還可以增加繞組之間的互感量，加強耦合程度。以本電源為例，當(dāng)5V輸出滿載而12V和24V輸出輕載時，由于5V繞組兼作12V、24V繞組的一部分，因此能減小這些繞組的漏感，可以避免因漏感使12V、24V輸出電路中的濾波電容被尖峰電壓充電到峰值，即產(chǎn)生所謂的峰值充電效應(yīng)，從而引起輸出電壓不穩(wěn)定。這里將5V繞組作為次級的始端。

　　對于多輸出高頻變壓器，各輸出繞組的匝數(shù)可以取相同的每伏匝數(shù)。每伏匝數(shù)nO可以由下式確定：

　　其單位是匝／VO將NS取5匝，UO1=5V，UF1=0.4V（肖特基整流管導(dǎo)通壓降）代入上式得到nO=0.925匝／V。

　　對于24V輸出，已知UO2=24V，UF2=0.4V，則該路輸出繞組匝數(shù)為NS2=0.925 匝／V×（24V十0.4V）=22.57匝，實取22匝。

　　對于12V輸出，已知UO3=12V，UF2=0.4V，則該路輸出繞組匝數(shù)為NS2=0.925匝／V ×（12V+0.4V）=11.47匝，實取11匝。

　　對于反饋繞組，已知UF=12V，UF3=0.7V（硅快速恢復(fù)整流二極管導(dǎo)通壓降），則該路輸出繞組匝數(shù)為NS2=0.925匝／V×（12V+0.4V）=11.47匝，實取11匝。

　　確定初／次級導(dǎo)線的內(nèi)徑

　　首先根據(jù)初級層數(shù)d、骨架寬度b和安全邊距M，利用下式計算有效骨架寬度bE（單位是mm）：

　　bE=d（b-2M） （7）

　　將d=2，b=8.43mm，M=0代入上式可得bE=16.86mm。

　　利用下式計算初級導(dǎo)線的外徑（帶絕緣層）DPM：

　　DPM=bE／NP （8）

　　將bE=16.86mm，NP=78匝代人得DPM=0.31mm，扣除漆皮厚度，裸導(dǎo)線內(nèi)徑DPM=0.26mm。與直徑0.26mm接近的公制線規(guī)為0.28mm，比0.26mm略粗完全可以滿足要求，而0.25mm的公制線規(guī)稍細(xì)，不宜選用。而次級繞組選用與初級相同的導(dǎo)線，根據(jù)電流的大小，采用多股并繞的方法繞制。

　　試驗數(shù)據(jù)