(完整版)单端反激式开关电源的设计..
单端反激式开关电源中变压器的设计
单端反激式开关电源中变压器的设计变压器作为单端反激式开关电源中的关键部件，在一定时间内具有不变的变换特性，因此具有较强的可靠性。
变压器的设计方案的选择对单端反激式开关电源的工作稳定性和效率都有很大的影响，因此变压器的设计步骤和要求都需要非常精细地考虑。
一、变压器设计步骤1、选择基本参数：在变压器设计中，首先要根据单端反激式开关电源的功率、输入电压、输出电压、铁芯材料、匝数及其他参数等，确定变压器的基本参数。
2、磁材和匝组设计：根据变压器的基本参数，确定变压器的磁芯材料，以及计算求出的空心铁芯的尺寸，以此作为变压器的磁材和匝组设计的参考。
3、选择变压器结构形式：根据变压器的功率大小，以及其应用环境的实际情况，选择工作最稳定的变压器结构形式。
4、绕组设计：针对上述选择的变压器结构形式，根据变压器的基本参数，选择合适的绕组几何参数，并根据电流要求以及其他条件，采用不同的工艺技术完成绕组的设计。
5、振荡线圈设计：由于单端反激式开关电源较复杂，为了实现对电压幅值、相位和线性度的控制，可能要设计振荡线圈。
因此，在实际的设计中，需要根据电路的实际要求，进行振荡线圈的合理设计。
1、电气特性要求：变压器的电气特性包括变换率、耐压要求、绝缘耐压要求、额定功率、工频噪声。
变压器应能满足额定电压比、额定电流、绝缘耐压、额定功率等要求，而且应保持满足所需的线性度要求，并具有良好的耐辐射和抗干扰能力。
2、机械特性要求：机械特性包括尺寸、外形和结构特性。
变压器的结构特性要求包括安装大小、安装方式、绝缘要求、电正性要求等，并要求可以长时间稳定的运行，在正常工作情况下，满足高强度，无变形。
3、热效应要求：在变压器设计中还应考虑高效率、低损耗要求，其中尤其需要考虑到热效应。
热效应要求变压器的绝缘材料具有高的热稳定性；并且磁芯的结构设计要考虑到磁芯材料的热导性和热抗性；另外，还要考虑到电磁绕组材料的空气隙、绕组物理结构等造成的损耗，以确保变压器的热效应稳定可靠。
单端反激式开关电源变压器的设计
· ５９ ·研制开发单端反激式开关电源变压器的设计顾伟康（国网浙江省电力有限公司 湖州供电公司，浙江文章针对开关电源变压器设计中存在公式繁多，参数计算困难等问题，提出了一种简单实用的设计方法。
该方法统一了变压器工作在电流连续模式和断续模式下的计算公式，有效解决了原边电感值、线圈匝数、线径、磁芯大小等参数的设计，降低了设计难度，提高了设计效率，并给出了设计实例。
开关电源；反激式变压器；参数Design of Single-Ended Flyback Transformers in Switching Power SupplyGU WeikangHuzhou Power Supply Company of State Grid Zhejiang Electric Power Co.The paper puts forward a simple and practical design method for there are many issues such as various parameter calculation difficulty in switching power supply transformer. This method unified the formulas of current continuous mode and current discontinuous mode ，effectively solved the original side inductance value core size and so on ，reduced the design difficulty 图1 单端反激式变压器原理图2 单端反激式变压器的设计单端反激式变压器设计流程图如图2所示。
根据下面步骤设计合适的变压器。
2.1 确定系统要求V acmax ，V acmin ，U max ，U min ，V o ，P o ，η等参数值的确定。
单端反激式开关电源变压器设计
单端反激式开关电源变压器设计首先是参数的确定。
设计单端反激式开关电源变压器时，需要确定其输入和输出电压、输出功率、工作频率等参数。
根据实际应用需求和性能要求，确定合理的参数是设计的第一步。
接下来是线圈绕制。
根据确定的参数，计算出合适的线圈匝数和绕线方法。
线圈绕制时，需要注意绕线的密度均匀性和固定性，以避免绕线过松或过紧，影响线圈的性能和寿命。
然后是磁芯选择和计算。
磁芯的选择与设计密切相关，它直接影响到电源变压器的效率、功率损耗和体积等。
根据输入输出电压和功率的关系，可以选择适当的磁芯材料和规格。
同时，需要根据工作频率和磁芯的特性计算线圈的匝数和绕制方法。
绝缘和耐压设计也是单端反激式开关电源变压器设计的重要环节。
电源变压器在工作时会有高电压和高频的信号通过，因此需要进行良好的绝缘和耐压设计。
合理的绝缘材料和绝缘结构可以保证电源变压器的安全可靠性。
在设计过程中，还需要考虑电源变压器的散热和冷却。
电源变压器在工作时会产生一定的热量，需要通过散热和冷却措施来保持合适的温度。
合适的散热风扇和散热片等可以有效地降低电源变压器的温度，提高其效率和寿命。
最后，还需要进行电磁兼容性设计。
电源变压器在工作时会产生一些电磁干扰信号，需要采取适当的电磁屏蔽和滤波措施，以防止其对周围电子设备和系统产生干扰。
综上所述，设计单端反激式开关电源变压器是一个比较复杂的工程，需要综合考虑各个方面的问题，并进行合理的计算和设计。
只有在合理选择参数、绕制线圈、选择磁芯、考虑绝缘和耐压、散热和冷却、以及电磁兼容性等问题时进行综合考虑和设计，才能设计出高效、稳定、可靠的单端反激式开关电源变压器。
单端反激式开关电源(毕业设计)
目录摘要 (2)第一章开关电源概述 (1)1.1 开关电源的定义与分类 (1)1.2 开关电源的基本工作原理与应用 (1)1.2.1 开关电源的基本工作原理 (1)1.2.2 开关电源的应用 (2)1.3 开关电源待解决的问题及发展趋势 (5)1.3.1 开关电源待解决的问题 (5)1.3.2 开关电源的发展趋势 (5)第二章设计方案比较与选择 (7)2.1 本课题选题意义 (7)2.2 方案的设计要求 (7)2.3 选取的设计方案 (8)第三章反激式高频开关电源系统的设计 (9)3.1 高频开关电源系统参数及主电路原理图 (9)3.2 单端反激式高频变压器的设计 (10)3.2.1 高频变压器设计考虑的问题 (10)3.2.2 单端反激式变压器设计 (11)3.3 高频开关电源控制电路的设计 (15)3.3.1 PWM 集成控制器的工作原理与比较 (15)3.3.2 UC3842工作原理 (17)3.3.3 UC3842的使用特点 (18)3.4 反馈电路及保护电路的设计 (19)3.4.1 过压、欠压保护电路及反馈 (19)3.4.2 过流保护电路及反馈 (20)3.5变压器设计中注意事项 (21)第四章总结 (22)参考文献 (23)致谢.............................................................................................................. 错误！未定义书签。
摘要开关电源的高频化电源技术发展的创新技术，高频化带来的效益是使开关电源装置空前地小型化，并使开关电源进入更广泛的领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。
另外开关电源的发展与应用在节约资源及保护环境方面都具有深远的意义。
为此本论文以反激式高频开关电源为设计方向而展开，对高频变压器的认知及所注意的问题，其中包括磁芯损耗、绕组损耗、温升以及磁芯要求。
单端反激式开关电源-主电路设计讲解
摘要开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制、IC 和MOSFET构成。
本设计在大量前人设计开关电源的的基础上，以反激式电路的框架，用TOP244Y 构成12V、2.5A开关电源模块,通过整流桥输出到高频变压器一次侧，在二次侧经次级整流滤波输出。
输出电压经采样与TL431稳压管内部基准电压进行比较，经过线性光偶合器PC817改变TOP244Y的占空比,从而使电路能直流稳压输出。
关键词开关电源；脉冲宽度调制控制；高频变压器；TOP244YABSTRACT Switching power supply is the use of modern electronic technology, control switching transistor turn-on and turn-off time ratio of the output voltage to maintain a stable power supply, switching power supply generally by the pulse width modulation (PWM) control,IC and MOSFET form.The design of a large number of predecessors in the switching power supply design based on the flyback circuit to the framework, using TOP244Y constitute a 12V, 2.5A switching power supply module, through the rectifier bridge output to high-frequency transformer primary side, the secondary side by the time level rectifier output. TL431 by sampling the output voltage regulator with an internal reference voltage comparison, after a linear optical coupler PC817 change TOP244Y duty cycle, so the circuit can be DC regulated output.Keyword Switching Power Supply；PWM Control；high frequency transformer；TOP244Y目录前言 (3)1.反激式PWM高频开关电源的工作原理 (4)1．1 PWM开关电源 (5)1.1.1 开关电源简介 (5)1．1．2 PWM开关电源原理 (6)1．2 反激式变换器 (8)1．2．1 反激变换器的工作原理 (8)1．2．2 反激变换器的工作模式 (9)1．3 单相二极管整流桥 (9)1．4 缓冲电路（吸收电路） (10)2．TOPSwitch-GX芯片 (11)2．1 TOPSwitch-GX的性能 (12)2．2 TOPSwitch-GX的内部结构及引脚 (12)2．2．1 TOPSwitch-GX的内部结构 (12)2．2．2 TOPSwitch-GX的引脚功能 (14)3．反激式变换器的高频变压器设计 (15)3．1 开关电源变压器的绕线技术 (16)3．1．1 绕组符合安全规程 (16)3．1．2 低漏感的绕制方法 (17)3．1．3 变压器紧密耦合的绕制方法 (19)3．2 确定磁心的尺寸 (20)3.3 反激式变压器的设计 (22)4．单端反激式开关电源-主电路设计 (24)4．1 单端反激式开关电源主电路介绍 (25)4．2 单端反激式开关电源驱动电路介绍 (26)5．设计结果及分析 (27)5．1 设计输出电压及波形 (28)5．2 设计结果分析 (32)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (34)附录 (35)前言本课题主要掌握反激式PWM高频开关电源的工作原理。
单端反激式开关电源设计UC3842
基于UC3842的开关电源设计摘要电源是实现电能变换和功率传递的主要设备。
在信息时代，农业、能源、交通运输、通信等领域迅猛发展，对电影产业提出个更多、更高的要求，如节能、节材、减重、环保、安全、可靠等。
这就迫使电源工作者不断的探索寻求各种乡关技术，做出最好的电源产品，以满足各行各业的要求。
开关电源是一种新型的电源设备，较之于传统的线性电源，其技术含量高、耗能低、使用方便，并取得了较好的经济效益。
UC3842是一种性能优良的电流控制型脉宽调制器。
假如由于某种原因使输出电压升高时，脉宽调制器就会改变驱动信号的脉冲宽度，亦即占空比D，使斩波后的平均值电压下降，从而达到稳压目的，反之亦然。
UC3842可以直接驱动MOS管、IGBT等，适合于制作20～80W小功率开关电源。
由于器件设计巧妙，由主电源电压直接启动，构成电路所需元件少，非常符合电路设计中“简洁至上”的原则。
设计思路，并附有详细的电路图。
关键词：开关电源，uc3842，脉宽调制，功率，IGBT前言 (1)第1章开关电源的简介 (2)1.1 开关电源概述 (2)1.1.1 开关电源的工作原理 (2)1.1.2 开关电源的组成 (3)1.1.3 开关电源的特点 (4)1.2 开关器件 (4)1.2.1开关器件的特征 (4)1.2.2器件TL431. (5)1.2.3电力二极管 (5)1.2.4光耦PC817 (6)1.2.5电力场效应晶体管MOSFET (7)第2章主要开关变换电路 (8)2.1 滤波电路 (8)2.2 反馈电路 (8)2.2.1电流反馈电路 (8)2.2.2电压反馈电路 (9)2.3电压保护电路 (9)第3章UC3842 .................................................. 错误!未定义书签。
3.1 UC3842简介 (10)3.1.1 UC3842的引脚及其功能 (11)3.1.2 UC3842的内部结构 (11)3.1.3 UC3842的使用特点 (13)3.2 UC3842的典型应用电路 (14)3.2.1反激式开关电源 (14)3.2.2 UC3842控制的同步整流电路 (15)3.2.3升压型开关电源 (17)第4章利用UC3842设计小功率电源 (18)4.1 电源设计指标 (18)4.1.1元件的选择 (19)4.1.2电路结构的选择 (20)4.2 启动电路 (21)4.3 PWM脉冲控制驱动电路 (22)4.4 直流输出与反馈电路 (23)4.5 总体电路图分析 (24)结论 (24)参考文献 ............................................................. 错误!未定义书签。
单端反激式开关电源原理与设计
0 引言近年来随着电源技术的飞速发展，开关稳压电源正朝着小型化、高频化、继承化的方向发展，高效率的开关电源已经得到越来越广泛的应用。
单端反激式变换器以其电路简单、可以高效提供直流输出等许多优点，特别适合设计小功率的开关电源。
本文简要介绍了Unitorde公司生产的电流型脉宽调制器UC3842，介绍了该芯片在单端反激式开关电源中的应用，对电源电路进行了具体分析。
利用本文所述的方法设计的小功率开关电源已经应用在国电南瑞科技股份有限公司工业控制分公司自主研发的分散控制系统GKS-9000中，运行状况良好，各项指标均符合实际工程的要求。
1 反激式开关电源基本原理单端反激开关电源采用了稳定性很好的双环路反馈(输出直流电压隔离取样反馈外回路和初级线圈充磁峰值电流取样反馈内回路)控制系统，就可以通过开关电源的PWM(脉冲宽度调制器)迅速调整脉冲占空比，从而在每一个周期内对前一个周期的输出电压和初级线圈充磁峰值电流进行有效调节，达到稳定输出电压的目的。
这种反馈控制电路的最大特点是：在输入电压和负载电流变化较大时，具有更快的动态响应速度，自动限制负载电流，补偿电路简单。
反激电路适应于小功率开关电源，其原理图如图1所示。
下面分析在理想空载的情况下电流型PWM的工作情况。
与电压型的PWM比较，电流型PWM又增加了一个电感电流反馈环节。
图中：A1为误差放大器;A2为电流检测比较器;U2为RS触发器;Uf为输出电压Uo的反馈取样，该反馈取样与基准电压Uref通过误差放大器A1产生误差信号Ue(该信号也是A2的比较箝位电压)。
设场效应管Q1导通，则电感电流iL以斜率Ui/L线性增长，L为T1的原边电感，电感电流在无感电阻R1上采样u1=R1iL，该采样电压被送入电流检测比较器A2与来自误差放大器的Ue进行比较，当u1>Ue时，A2输出高电平，送到RS触发器U2的复位端，则两输入或非门U1输出低电平并关断Q1;当时钟输出高电平时，或非门U1始终输出低电平，封锁PWM，在振荡器输出时钟下降的同时，或非门U1的两输入均为低电平，则Q1被打开。
单端反激式DC-DC开关电源变压器的设计全过程
单端反激式DC/DC 开关电源变压器的设计全过程，xuguoping 分享与世纪电源网的网友 变压器的参数计算：（1） 变压器的设计要求：输出电压：10V ～3KV ，8mA （变压器输出之后三倍压）输入电压：24 1V±工作频率：50KHZ最大占空比：45％变换效率：80％（2） 基本参数计算：输入最小电压：min IN V =－IN V V ＝24－1－0.5＝22.5V输出功率：OUT OUT OUT P U I =30000.00824()W =×=输入功率：OUT IN P P η=2430()0.8W == （3） 选择磁芯：由于输出功率为24W ，需要留有一定的余量，选择磁芯的型号为：EI-28。
其具体参数如下：材料：PC40；尺寸：28.0*16.75*10.6（mm）；P A ：0.6005（）；：86 4cm e A 2mm W A ：69.83； ：4300；2mm L A 2/nH N S B ：500mT （） 390mT （10） 25o C 0o C 使用时为防止出现磁饱和，实取磁通密度m B = 250 mT（4） 粗略估计匝数比以及最大占空比（通过实际计算）min (1)OUT MAX IN MAX V D N V D −= 30000.5522.50.45×=× 162.9=（求出结果后然后取整为Nm ）因为匝数比可以根据设计理念修正为M N ＝165，从而可以产生新的MAX Dmin OUT MAX M IN OUT V D N V V =+ 300022.51653000=×+44.7%=（5） 计算初级平均电流，峰值电流和电流的有效值由于输出功率为24W ，用电流连续模式（CCM ）比较适合。
这里取为0.6RP K .min min IN OUT P AVG IN IN P P I V V η== 240.822.5=×1.333A =.1[1]2P AVG P RP MAX I I K D =− 1.333(10.50.6)0.447=−××4.26A=.P RMS P I I ==2.054A =.P RMS I －电流有效值，P I －峰值电流，.P AVG I －平均电流，（RP K R RP PI K I =）电流比例因数，MAX D －最大占空比； 利用Krp 的值可以定量描述开关电源的工作模式，若Krp=1.0，即峰值电流和脉动电流相等，开关电源工作在断续模式；若Krp<1.0,峰值电流大于脉动电流，开关电源工作在连续模式。
一步一步精通单端反激式开关电源设计
一步一步精通单端反激式开关电源设计目录■系统应用需求交流输入最小电压：VACMIN，单位V交流输入最大电压：VACMAX，单位V交流输入电压频率：FL，单位HZ开关频率：FS，单位KHZ输出电压：Vo，单位V输出电流：IO，单位A电源效率：η负载调整率：SI损耗分配因子：Z空载功率损耗：P_NO_LOAD，单位MW输出纹波电压：VRIPPLE，单位MV■步骤1_确定应用需求●交流输入最小电压：VACMIN●交流输入最大电压：VACMAX●交流输入电压频率：FL50HZ或者60HZ，详见世界电网频率表。
本例设计取50HZ●开关频率：FS大于20KHZ，常用50KHZ~200KHZ，由MOSFET芯片决定。
例TOP246Y开关频率频率为66KHZ/132KHZ, 本例设计取132KHZ●输出电压：VO，本例设计取32V●输出电流：IO，本例设计取●电源效率：η低电压（5V以下）输出时，效率可取75%；中等电压（5V到12V之间）输出时，可选80%；高压（12V以上）输出时，效率可取85%；可参考MOSFET芯片厂商数据手册建议，如果没有更好的参考依据，可以使用80%本例设计取85%●负载调整率：SI参考产品规格书，TOP246Y提供4重负载调整率：±10%，±%，±1%，±%本例取±%●损耗分配因子：Z，如果Z = 1，说明所有损耗都在次级侧。
如果Z = 0，说明所有损耗都在初级侧。
如果没有更好的参考数据，可以使用Z = 。
●空载功率损耗：P_NO_LOAD，可参考MOSFET芯片厂商数据手册建议，本例取520MW●输出纹波电压：VRIPPLE，小于200MV■步骤2_根据应用需求选择反馈电路和偏置电压VB以TOP246Y为例：■步骤3_确定最小和最大直流输入电压VMIN和VMAX，并基于输入电压和PO选择输入存储电容CIN的容量、选择输入存储电容CIN的容量⑴输入滤波电容器容量的选择（简单估算）为降低整流滤波器的输出纹波，输入滤波电容器的容量CI必须选的合适。
单端反激式开关电源设计及电磁兼容仿真
目录一、单端反激式开关电源设计 (3)1.电路参数设计及元器件选取 (3)2.电路拓扑结构 (5)3.负载输出波形 (5)二、部分单端反激式开关电源EMI产生原因及现象 (5)1.MOS管动作时产生的EMI (6)2.二级管动作时产生的EMI (8)三、部分单端反激式开关电源EMI抑制措施分析 (9)1.减缓开关管动作（上升沿、下降沿） (9)2.减小干扰源的大小（对变压器的漏感Le的处理） (13)3.开关管加RCD缓冲吸收电路 (14)4.二级管加RC吸收电路 (18)5.整体效果比较 (21)6.抖频消除Mos管两端电压尖峰 (22)四、EMI电源滤波器的设计 (24)1.电源设备中EMI滤波器的作用 (24)2.EMI干扰类型 (26)3.EMI滤波器的基本结构 (26)4.EMI滤波器的设计原则 (27)5.EMI滤波器结构设计 (28)6.共模和差模扼流圈磁芯和电感参数设计 (28)7.X、Y电容的选取 (29)8.EMI滤波器的正确安装 (30)五、EMI电源滤波器插入损耗测试 (30)1.T型低通滤波器 (30)2.π型低通滤波器 (32)3.实际电容滤波器 (34)4.实际电感滤波器 (35)5.三端电容器 (36)6.大容量电容与小容量电容并联对EMI插入损耗波形分析 (39)六、设计过程中遇到的问题及解决方案 (40)七、设计过程的收获与心得体会 (40)八、参考资料 (41)一、单端反激式开关电源设计1.电路参数设计及元器件选取:36V（1）输入直流电压Vin:12V（2）输出直流电压Vo（3）输出电流I:1.2A（4）电容C:300uF（5）电阻R:10Ω（6）PMOS管：图1.PMOS管参数（7）开关管频率f:50khz（8）占空比D=0.4PMOS管驱动电压参数图2.PMOS管驱动电压参数（9）变压器参数设计（漏感系数K=0.98）由V o V in =N PN S·D1−D得N PN S=2由U P=NU SN=N P N SU P=L P d ip d tU S=M d ip d tM2=L p L s 得L P L S =N P2N S2=4图3.线性变压器参数设计（10）二极管:ues7042.电路拓扑结构图4.单端反激电路拓扑图3.负载输出波形图5.单端反激电路负载输出波形二、部分单端反激式开关电源EMI产生原因及现象功率器件高频开通和关断的操作导致电压和电流快速的变化是产生EMI的主要原因。
(完整版)反激式开关电源的设计方法
1 设计步骤:1.1 产品规格书制作1.2 设计线路图、零件选用.1.3 PCB Layout.1.4 变压器、电感等计算.1.5 设计验证.2 设计流程介绍:2.1 产品规格书制作依据客户的要求，制作产品规格书。
做为设计开发、品质检验、生产测试等的依据。
2.2 设计线路图、零件选用。
2.3 PCB Layout.外形尺寸、接口定义，散热方式等。
2.4 变压器、电感等计算.变压器是整个电源供应器的重要核心，所以变压器的计算及验证是很重要的，2.4.1 决定变压器的材质及尺寸:依据变压器计算公式Gauss x NpxAeLpxIp B 100(max ) ➢ B(max) = 铁心饱合的磁通密度(Gauss)➢ Lp = 一次侧电感值(uH)➢ Ip = 一次侧峰值电流(A)➢ Np = 一次侧(主线圈)圈数➢ Ae = 铁心截面积(cm 2)➢B(max) 依铁心的材质及本身的温度来决定，以TDK FerriteCore PC40为例，100℃时的B(max)为3900 Gauss ，设计时应考虑零件误差，所以一般取3000~3500 Gauss 之间，若所设计的power 为Adapter(有外壳)则应取3000 Gauss 左右，以避免铁心因高温而饱合，一般而言铁心的尺寸越大，Ae 越高，所以可以做较大瓦数的Power 。
2.4.2 决定一次侧滤波电容:滤波电容的决定，可以决定电容器上的Vin(min)，滤波电容越大，Vin(win)越高，可以做较大瓦数的Power ，但相对价格亦较高。
2.4.3 决定变压器线径及线数:变压器的选择实际中一般根据经验，依据电源的体积、工作频率，散热条件，工作环境温度等选择。
当变压器决定后，变压器的Bobbin 即可决定，依据Bobbin 的槽宽，可决定变压器的线径及线数，亦可计算出线径的电流密度，电流密度一般以6A/mm 2为参考，电流密度对变压器的设计而言，只能当做参考值，最终应以温升记录为准。
电力电子课程设计-单端反激式输出开关电源设计
电力电子技术课程设计报告单端反激式单路输出开关电源一、 设计任务及要求本课程设计要求根据所提供的元器件设计并制作一个小功率的单端反激式开关电源。
我们设计的反激式开关电源的输入是180V ，输出是10V 。
要求画出必要的设计电路图，进行必要的电路参数计算，完成电路的焊接任务，并具有1A 的带负载能力以及过流保护功能。
二、 设计原理及思路1、反激变换器工作原理假设变压器和其他元器件均为理想元器件，稳态工作下：（1）当有源开关Q 导通时，变压器原边电流增加，会产生上正下负的感应电动势，从而在副边产生下正上负的感应电动势，无源开关VD1因反偏而截止，输出由电容C 向负载提供能量，而原边则从电源吸收电能，储存于磁路中。
（2）当有源开关Q 截止时，由于变压器磁路中的磁通不能突变，所以在原边会感应出上负下正的感应电动势，而在副边会感应出上正下负的感应电动势，故VD1正偏而导通，此时磁路中的存储的能量转到副边，并经二极管VD1向负载供电，同时补充滤波电容C 在前一阶段所损失的能量。
输出滤波电容除了在开关Q 导通时给负载提供能量外，还用来限制输出电压上的开关频率纹波分量，使之远小于稳态的直流输出电压。
图 1 反激变换器的原理图反激变换器的工作过程大致可以看做是原边储能和副边放电两个阶段。
原边电流和副边电流在这两个阶段中分别起到励磁电流的作用。
如果在下一次Q 导通之前，副边已将磁路的储能放光，即副边电流变为零，则称变换器运行于断续电流模式（DCM ），反之，则在副边还没有将磁路的储能放光，即在副边电流没有变为零之前，Q 又导通，则称变换器运行于连续电流模式（CCM ）。
通常反激变换器多设计为断续电流模式（DCM ）下。
2、反激变换器的结构框图Ug Uo交流输入 —— >输出3、反激变换器的吸收电路实际反激变换器会有各种寄生参数的存在，如变压器的漏感，开关管的源漏极电输入整流和滤波功率变压器 整流和滤波 控制器启动供电电路 吸收电路 控制器 功率开关反馈网络容。
单端反激式开关电源变压器设计
如：EI25 Ve=2050m m³， Ae=42平 方毫米， Le=49.4m m； f=40KHz ；η =0.75；
Lg = 0.005*49 .4 = 0.247mm ---气隙 长度
单端反激式开关电源变压器设计
依据MOS管耐压的变压器设计
初级参数
输入
Vacmin 输入电压（V）
86.00
Vacmax 电源功率（W） Pout
265.00 45.00
预设效率（%） η
87.00
计算结果
Vdcmin 输入电压（V）
Vdcmax
反射电压（V）
Vf
周期 μs
T
工作频率（KHz） f
70.00
EFD -EFD12 EFD15 EFD20 EFD25 EFD30 --EPC -EPC13 EPC17 EPC19 EPC25 EPC30 --EER EER9.5 EER11 EER14.5 EER28 EER35 EER42 EER49 -ETD -- - ETD29 ETD34 ETD44 ETD49 ETD54 -EP EP10 EP13 EP17 EP20 --- -- -RM RM4 RM5 RM6 RM10 RM12 RM14 ---
PIN = Ve*F/555 5= 2050*40/ 5555 = 14.76W；
0.00 193.96
0.09 54.67 0.70
37.85 0.19
Pout = η*Pin = 0.75 * 14.76 = 11.07W; 若： f=100KHz 则： Pout = 11.07W *(100/40 )= 27.675W
一步一步精通单端反激式开关电源设计
一步一步精通单端反激式开关电源设计一步一步精通单端反激式开关电源设计目录■系统应用需求 (7)■步骤1_确定应用需求 (7)■步骤2_根据应用需求选择反馈电路和偏置电压VB (9)■步骤3_确定最小和最大直流输入电压VMIN和VMAX，并基于输入电压和PO选择输入存储电容CIN的容量 (11)3.1、选择输入存储电容CIN的容量113.2、确定最小和最大直流输入电压VMIN和VMAX (17)■步骤4_输入整流桥的选择 (17)■步骤5_确定发射的输出电压VOR以及钳位稳压管电压VCLO (21)■步骤6_对应相应的工作模式及电流波形设定电流波形参数KP：当KP≤1时，KP=KRP;当KP≥1时，KP=KDP (29)■步骤7_根据VMIN和VOR确定DMAX.. 33 ■步骤8_计算初级峰值电流IP、输入平均电流IAVG和初级RMS电流IRMS (34)■步骤24 –确认4200高斯。
如有必要，减小限流点降低因数 (58)■步骤25 –计算次级峰值电流 (59)■步骤26 –计算次级RMS电流. 59 ■步骤27 –确定次级绕组线径参数、、 (59)■步骤28 –确定输出电容的纹波电流 (60)■步骤29 –确定次级及偏置绕组的最大峰值反向电压 (61)■步骤30 –参照表8，基于VOR及输出类型选择初级钳位电路中使用的钳位稳压管以及阻断二极管 (61)■步骤31 –根据表9选择输出整流管. 61 ■步骤32 –输出电容的选择 (62)■步骤33 –后级滤波器电感L和电容C的选择 (63)■步骤34 –从表10选择偏置绕组的整流管 (63)■步骤35 –偏置绕组电容的选择 (63)■步骤36 –控制极引脚电容及串联电阻的选择 (63)■步骤37 –根据图3、4、5及6中所示的参考反馈电路的类型，选用相应的反馈电路元件 (64)■步骤38 –环路动态补偿设计 (65)■系统应用需求交流输入最小电压：VACMIN，单位V 交流输入最大电压：VACMAX，单位V 交流输入电压频率：FL，单位HZ开关频率：FS，单位KHZ输出电压：Vo，单位V输出电流：IO，单位A电源效率：η负载调整率：SI损耗分配因子：Z空载功率损耗：P_NO_LOAD，单位MW 输出纹波电压：VRIPPLE，单位MV■步骤1_确定应用需求●交流输入最小电压：VACMIN●交流输入最大电压：VACMAX●交流输入电压频率：FL50HZ或者60HZ，详见世界电网频率表。
单端反激式开关电源电路级和电压反馈环的设计
单端反激式开关电源电路级和电压反馈环的设计作者：王显维来源：《中小企业管理与科技·上中下旬刊》 2014年第5期王显维（哈尔滨市轴承建筑工程公司）摘要：与工频变压器相比，开关电源具有新型高效以及节能的优点，其代表着稳压电源的发展方向。
Unitrode 公司推出的UC3843系列控制芯片是电流型PWM 控制器的典型代表。
由于开关电源使用单端或双端输出脉宽调制，从而省去了笨重的工频变压器，因此，能够制成几瓦到几千瓦的电源。
关键词：开关电源反激变换电路级电压反馈环电是工业的动力，是人类生活的源泉。
电源是产生电的装置，表示电源特性的参数有功率、电压、电流、频率；在同一参数要求下，又有重量、体积、效率和可靠性等指标。
用电一般都需经过转换才能合适使用的需要，例如交流转换成直流，高电压变成低电压，大功率变换小功率等。
电子设备随着电子技术的迅速发展已经广泛应用于各个领域，但是设备对电源的要求也越来越高。
由于传统性电源笨重且效率低，从而严重影响了电子设备和电子产品的发展。
反激变换器之所以能够广泛应用于小功率开关电源产品中，是因为其具有电路简单、输入输出电压隔离、成本低以及空间要求少等优点。
为了进一步提高变换器的效率从而实现高效率高功率密度以及低成本的要求，可以在反激变换器中应用同步整流技术，因此，研究反击同步整流变换器具有实际工程应用价值。
1 单端反激式开关电源控制原理在线性电源中，线性电源的稳压是以牺牲调整管上的耐压来维持的，功率晶体管工作在线性模式，因此调整管的功耗成为了线性稳压电源的主要损耗。
开关电源的功率与线性稳压电源所不同的是具有开关导通和截至两种状态。
由于在导通时，电压低，电流大；在关断时电压高，电流小，因此，无论在哪种状态下加在功率开关上的伏安乘积（即功率器件上功率开关的损耗）总是很小。
不同于线性稳压电源，开关电源更为有效的电压控制方式是PWMPulse Width Modulation 控制方式，就是对脉冲的宽度进行调制的技术即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，然后通过滤波电路来等效的获得所需要的波形（含形状和幅值）。
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《电力电子技术》课程设计报告题目：单端反激式开关电源的设计学院：信息与控制工程学院一、课程设计目的（1）熟悉Power MosFET的使用；（2）熟悉磁性材料、磁性元件及其在电力电子电路中的使用；（3）增强设计、制作和调试电力电子电路的能力；二、课程设计的要求与内容本课程设计要求根据所提供的元器件设计并制作一个小功率的反激式开关电源。
我设计的是一个输入190V，输出9V/1.1A的反激式开关电源，要求画出必要的设计电路图，进行必要的电路参数计算,完成电路的焊接任务。
有条件的可以用protel99 SE进行PCB电路板的印制。
三、设计原理1、开关型稳压电源的电路结构（1）按驱动方式分，有自激式和他激式。
（2）按DC/DC变换器的工作方式分：①单端正激式和反激式、推挽式、半桥式、全桥式等；②降压型、升压型和升降压型等。
（3）按电路组成分，有谐振型和非谐振型。
（4）按控制方式分：①脉冲宽度调制(PWM)式；②脉冲频率调制(PFM)式；③PWM与PFM混合式。
DC/DC变换器用于开关电源时，很多情况下要求输入与输出间进行电隔离。
这时必须采用变压器进行隔离，称为隔离变换器。
这类变换器把直流电压或电流变换为高频方波电压或电流，经变压器升压或降压后，再经整流平滑滤波变为直流电压或电流。
因此，这类变换器又称为逆变整流型变换器。
DC/DC变换器有5种基本类型：单端正激式、单端反激式、推挽式、半桥式和全桥式转换器。
下面重点分析隔离式单端反激转换电路，电路结构图如图1所示。
图1 电路结构图电路工作过程如下：当M1导通时，它在变压器初级电感线圈中存储能量，与变压器次级相连的二极管VD处于反偏压状态，所以二极管VD截止，在变压器次级无电流流过，即没有能量传递给负载；当M1截止时，变压器次级电感线圈中的电压极性反转，使VD导通，给输出电容C充电，同时负载R上也有电流I 流过。
M1导通与截止的等效拓扑如图2所示。
图2 M1导通与截止的等效拓扑2、反激变换器工作原理基本反激变换器如图3所示。
假设变压器和其他元器件均为理想元器件，稳态工作如下：（1）当有源开关Q导通时，变压器原边电流增加，会产生上正下负的感应电动势，从而在副边产生下正上负的感应电动势，如图3（a）所示，无源开关VD1因反偏而截止，输出由电容C向负载提供能量，而原边则从电源吸收能量，储存于磁路中。
（2）当有源开关Q截止时，由于变压器磁路中的磁通不能突变，所以在原边会感应出上负下正的感应电动势，故VD1正偏而导通，如图3（b ）所示，此时磁路中存储的能量转到副边，并经二极管VD1向负载供电，同时补充滤波电容C 在前一阶段所损失的能量。
输出滤波电容除了在开关Q 导通时给负载提供能量外，还用来限制输出电压上的开关频率纹波分量，使之远小于稳态的直流输出电压。
（a ）（b ）图3 反激变换器工作状态反激变换器的工作过程大致可以看做是原边储能和副边放电两个阶段。
原边电流和副边电流在这两个阶段中分别起到励磁电流的作用。
如果在下一次Q 导通之前，副边已将磁路的储能放光，即副边电流变为零，则称变换器运行于断续电流模式（DCM ），反之，则在副边还没有将磁路的储能放光，即在副边电流没有变为零之前，Q 又导通，则称变换器运行于连续电流模式（CCM ）。
通常反激变换器多设计为断续电流模式（DCM ）下。
当变换器工作于CCM 下时，输出与输入电压、电流之间的关系如下：gMU U =0，MI I g =，其中)1(D N DM -=，SP N N N =。
当变换器工作于DCM 下时，上述关系式仍然成立，只不过此时的增益M 变为：KD U U M ==g 0，22)1(2D N R fL K s m -<= 可以看出，改变开关器件Q 的占空比和变压器的匝数比就可以改变输出电压。
3、反激变换器的吸收电路由于在实际中反激变换器存在各种寄生参数，如变压器的漏感，开关管的源漏极电容。
所以基本反激变换器在实际应用中是不能可靠工作的，其原因是变压器漏感在开关Q 截止时，没有满意的去磁回路。
为了让反激变换器的工作变得可靠，就得外加一个漏感的去磁回路，但因漏感的能量一般很小，所以习惯上将这种去磁回路称为吸收电路，目的是将开关Q 的电压钳位到合理的数值。
在220VAC 输入的小功率开关电源中，常用的吸收电路主要有RCD 吸收电路。
其结构如图4所示。
图4吸收电路4、反激式变换器变压器的设计在本次实习中提供的变压器的铁芯是EE28铁氧体铁芯，其在25摄氏度的磁导率为T B 5.025max_=，铁芯的初始磁导率为02300u 。
变压器选择的相关参数包括：原副边匝数比、原边匝数、副边匝数和气隙，本次试验中用到的变压器的绕组的漆包线已经给定，无需选择。
（1）原副边匝数比及其匝数的确定：根据实习任务的要求;需要的直流输出电压为7V ，由器件本身的参数可以知道其耐压。
)1(0++=+=U N N U e U U sp g p g Q ，如果考虑到漏感引起的g U 3.0的电压尖峰，开关管两端承受的关断电压为：)1(3.10++=U N N U U sp g Q ，一般来说开关管的耐压需要在这个基础之上留下至少30%的裕量。
假设开关管的耐压极限为))1(3.1(*3.13.10,++==U N N U U U sp g Q Q ，)1(3.13.102,+-=U U U N N g Q sp 。
为了保证电路工作于DCM 模式，磁路储能和放电总时间应该控制在0.8T 以内，所以,)1()1(8.0*)1(00max ++-+=U N N U U N N D sp g sp（2）原副边匝数的计算：根据器件的资料，可以查的磁芯的有效磁导面积e A ，原边的匝数应该保证在最大占空比是磁路仍不饱和，电压冲量等于磁链的变化量，固eg p A B T D U N max max =，通常原边的匝数取到这个计算之的两倍。
副边匝数根据变比可以求出。
（3）气隙长度的计算假设变压器的输出功率为0P ，效率为η，有以下关系成立：T P I L sp p η0221=，所以可以得到202spp I T P L η=，其中有以下关系； T DT I U I U P sp ga g /2110==η，则原边的峰值电流为：DU P I g sp η02=，带入上式可以得到初级电感。
)(1,/002g rFee e o g e Fe Fe m mFe mp mp p P l l A A l A l R R R R N L +=+=+==μμμμ 其中，l A 为电感系数，mp R 为磁阻。
气隙的长度为rFepperFeLeg l N L A l A A l μμμμ-=-=2005、控制系统的设计（1）振荡器：振荡器的频率有定时元件T R ，T C 决定，TT C R f 8.1=，我的频率选为90KHZ 。
（2）电压误差放大器：在本次实习中在输入与输出的隔离开关电源中，为了减小误差，通常采用外置电压环，即将U3845的内部误差放大器旁路掉。
（3）电流比较器:电流比较器的门槛值error V 有误差放大器的输出给定，当电压误差放大器显示输出电压太低时，电流的门槛值就增大，使输出到负载的能量增加，反之也一样。
整个控制部分的原理图如下所示；图5控制部分原理图几个重要器件的介绍:（1）UC3845UC3845芯片为SO8或SO14管脚塑料表贴元件。
专为低压应用设计。
其欠压锁定门限为8.5v（通），7.6V（断）；电流模式工作达500千赫输出开关频率；在反激式应用中最大占空比为0.5;输出静区时间从50%~70%可调；自动前馈补偿；锁存脉宽调制，用于逐周期限流；内部微调的参考源；带欠压锁定；大电流图腾柱输出；输入欠压锁定，带滞后；启动及工作电流低。
芯片管脚图及管脚功能如图6所示。
图6 UC3845芯片管脚图1脚：输出/补偿，内部误差放大器的输出端。
通常此脚与脚2之间接有反馈网络，以确定误差放大器的增益和频响。
2脚：电压反馈输入端。
此脚与内部误差放大器同向输入端的基准电压（2.5 V）进行比较，调整脉宽。
3脚：电流取样输入端。
4脚：R T/CT振荡器的外接电容C和电阻R的公共端。
通过一个电阻接Vref通过一个电阻接地。
5脚：接地。
6脚：图腾柱式PWM输出，驱动能力为土1A.7脚：正电源脚。
8脚：V ref，5V基准电压，输出电流可达50mA.（2）TL431TL431是一个良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。
外部有三极分别为：阴极（CATHODE）、阳极（ANODE）、参考端（REF）。
其芯片体积小、基准电压精密可调，输出电流大等优点，所以可以用来制作多种稳压器件。
其具体功能可用图7的功能模块示意。
由图可看出，VI 是一个内部的2.5V基准源，接在运放的反相输入端。
由运放特性可知，只有当REF 端的电压十分接近VI时，三极管中才会有一个稳定的非饱和电流通过，而且随着REF端电压的微小变化，通过三极管，电流将从1到100mA变化。
图7 TL431的功能模块示意图在开关电源设计中，一般输出经过TL431（可控分流基准）反馈并将误差放大，TL431的沉流端驱动一个光耦的发光部分，而处在电源高压主边的光耦感光部分得到的反馈电压，用来调整一个电流模式的PWM控制器的开关时间，从而得到一个稳定的直流电压输出。
（3）PC817PC817是一个比较常用的光电耦合器,内部结构如图8所示，其中脚1为阳极，脚2为阴极，脚3为发射极，脚4为集电极。
在开关电源中，当电流流过光二极管时，二极管发光感应三极管，对输出进行精确的调整，从而控制UC3842的工作。
同时PC817光电耦合器不但可起到反馈作用还可以起到隔离作用。
图8 PC817内部框图6、总体设计电路图图9 开关电源总体设计原理图四、参数的计算与选择（1）匝数比计算：U=140V ，经过整流桥整流以后g U =1.2*190=228V ，16.5138)19(*3.1228*3.1600)1(3.13.1202,=+-=+-==U U U N N K gQ s p ，由于变比的取值要小于计算值，于是变压器的变比取到K=5，下面计算最大占空比)1()1(8.0*)1(00max ++-+=U N N U U N N D s pg s p =1444.010*52278.0*10*5=+，在电路的设计中我们取到频率f=90KHZ ，于是5410*11.110*911-===f T S ，于是有e p g A B N T D U max max =得到0684.910*9.80*5.010*11.1*1444.0*22865max max ===--e g p A B TD U N ，实际取到的原边的匝数为30=p N ，由原边匝数及其变压器的变比得到副边绕组的匝数为6=s N 匝。