基于多路單端反激式開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)方案

3.4高頻變壓器

3.4.1磁芯的選擇

磁芯是制造高頻變壓器的重要組成，設(shè)計(jì)時(shí)合理、正確地選擇磁芯材料、參數(shù)、結(jié)構(gòu)，對(duì)變壓器的使用性能和可靠性，將產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。高頻變壓器磁芯只工作在磁滯回線的第一象限。在開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)只儲(chǔ)存能量，而在截止時(shí)向負(fù)載傳遞能量。因?yàn)殚_(kāi)關(guān)頻率為100 kHz，屬于比較高的類型，所以選擇材料時(shí)選擇在此頻率下效率較高的鐵氧體，由：

估算磁芯有效截面積為0.71 cm2，根據(jù)計(jì)算出的Ae考慮到閾量，查閱磁芯手冊(cè)，選取EE2825，其磁芯長(zhǎng)度A=28 mm，有效截面積SJ=0.869 cm2，有效磁路長(zhǎng)度L=5.77 cm，磁芯的等效電感AL=3.3μH/匝2，骨架寬度Bw=9.60 mm.

3.4.2初級(jí)線圈的參數(shù)

（1）最大占空比。根據(jù)式（1），代入數(shù)據(jù)：寬范圍輸入時(shí)，次級(jí)反射到初級(jí)的反射電壓VoR取135 V，查閱TOP223Y數(shù)據(jù)手冊(cè)知MOSFET導(dǎo)通時(shí)的漏極至源極的電壓VDS=10 V，則：

（2）設(shè)置KRP .KRP= IR IP，其中IR為初級(jí)紋波電流；IP為初級(jí)峰值電流；KRP用以表征開(kāi)關(guān)電源的工作模式（連續(xù)、非連續(xù)）。連續(xù)模式時(shí)KRP小于1，非連續(xù)模式KRP大于1.對(duì)于KRP的選取，一般由最小值選起，即當(dāng)電網(wǎng)入電壓為100 VAC/115 VAC或者通用輸入時(shí)，KRP=0.4；當(dāng)電網(wǎng)輸入電壓為230 VAC時(shí)，取KRP=0.6.當(dāng)選取的KRP較小時(shí)，可以選用小功率的功率開(kāi)關(guān)，但高頻變壓器體積相對(duì)要大，反之，當(dāng)選取的KRP較大時(shí)，高頻變壓器體積相對(duì)較小，但需要較大功率的功率開(kāi)關(guān)。對(duì)于KRP的選取需要根據(jù)實(shí)際不斷調(diào)整取最佳。

（3）初級(jí)線圈的電流初級(jí)平均輸入電流值（單位：A）：

可知，KRP選取合適。TOPSwitch器件的選擇遵循的原則是選擇功率容量足夠的最小的型號(hào)。

（4）變壓器初級(jí)電感

3.4.3初級(jí)次級(jí)繞組匝數(shù)

當(dāng)電網(wǎng)電壓為230 V和通用輸入220 V時(shí)：每伏特取0.6匝，即KNS=0.6.由于輸出側(cè)采用較大功率的肖特基二極管用作輸出整流二極管，因此VD取0.7 V，磁芯的最大工作磁通密度在BM在2 000~3 000 GS范圍內(nèi)。偏置二極管VDB的壓降取0.7 V，偏置電壓VB取12 V.

初級(jí)繞組匝數(shù)：

3.5輸出整流濾波電路

由整流二極管、濾波電容和平波電感組成。將次級(jí)繞組的高頻方波電壓轉(zhuǎn)變成脈動(dòng)的直流電壓，再通過(guò)輸出濾波電路濾除高頻紋波，使輸出端獲得穩(wěn)定的直流電壓。肖特基二極管正向?qū)〒p耗小、反向恢復(fù)時(shí)問(wèn)短，在降低反向恢復(fù)損耗以及消除輸出電壓中的紋波方面有明顯的性能優(yōu)勢(shì)，所以選用肖特基二極管作為整流二極管，參數(shù)根據(jù)最大反向峰值電壓VR選擇，同時(shí)二極管的額定電流應(yīng)該至少為最大輸出電流的3~5倍。次級(jí)繞組的反向峰值電壓VSM為：

式中：Iout是輸出端的額定電流，單位為A；Dmin是在高輸入電壓和輕載下所估計(jì)的最小占空比（估計(jì)值為0.3）；V（PK-PK）是最大的輸出電壓紋波峰峰值，單位為mV.計(jì)算得出后考慮閾值C6取100μF/10 V，C8取220μF/35 V.

第二級(jí)經(jīng)LC濾波使不滿足紋波要求的電壓再次濾波。輸出濾波電容器不僅要考慮輸出紋波電壓是否可以滿足要求，還要考慮抑制負(fù)載電流的變化，在這里可以選擇C7取22μF/10 V，C9取10μF/35 V.C5取經(jīng)驗(yàn)值0.1μF/25 V.輸出濾波電感根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取2.2~4.7μH，采用3.3μH的穿心電感，能主動(dòng)抑制開(kāi)關(guān)噪聲的產(chǎn)生。

為減少共模干擾，在輸出的地與高壓側(cè)的地之間接共模抑制電容C15.