开关电源设计正激式
反激式正激式推挽式半桥式全桥式开关电源优缺点
反激式正激式推挽式半桥式全桥式开关电源优缺点反激式开关电源是一种常见的开关电源拓扑结构，其工作原理是利用电感储能和电容滤波器来实现电压变换。
以下是反激式、正激式、推挽式、半桥式和全桥式开关电源的优缺点分析。
1.反激式开关电源：优点：-体积小，结构简单，成本较低。
-输出电流大，适用于一些高功率应用。
-效率较高，在负载率低时仍能提供稳定的输出电压。
缺点：-输出电压稳定性较差，容易受到输入电压波动的影响。
-输入电流波形不纯净，含有较高的谐波成分。
-输出电流变化较大时容易产生振荡和噪音。
2.正激式开关电源：优点：-输出电压稳定性较好，能够提供较为纯净的输出电流。
-输出电流较大，适用于一些高负载应用。
-效率较高，在大部分负载条件下都能保持较高的效率。
缺点：-体积较大，结构相对复杂。
-成本较高。
-在负载率低时效率较低。
3.推挽式开关电源：优点：-输出频率较高，适用于一些高频应用。
-输出电压稳定性较好。
-体积相对较小，结构简单。
缺点：-输出电流相对较小。
-效率较低，在大负载条件下会有较大的功率损耗。
-容易受到电容和电感等元器件的损耗影响，导致输出电压不稳定。
4.半桥式开关电源：优点：-输出电压稳定性较好。
-输出电流较大。
-效率较高。
-结构简单，成本相对较低。
缺点：-输入电流波形较复杂，含有较高的谐波成分。
-输出电流较小负载时容易出现振荡。
-适用负载范围较窄。
5.全桥式开关电源：优点：-输出电压稳定性较好。
-输出电流较大。
-效率较高。
-结构简单，成本相对较低。
缺点：-输入电流波形较复杂，含有较高的谐波成分。
-输出电流较小负载时容易出现振荡。
-适用负载范围较窄。
总结：根据以上分析，不同的开关电源拓扑在不同应用场景中具有不同的优缺点。
在选择开关电源时，应根据具体应用需求，综合考虑输出电压稳定性、输出电流、效率、结构复杂性、成本等因素，选择最适合的拓扑结构。
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。
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能够将输入电源有效地转换为所需输出电源的电力转换装置。
在实际应用中，高效率开关电源已经取代了传统的线性电源，更广泛地应用于各个领域。
一种常见的高效率开关电源设计是基于单管正激式的设计。
该设计方案具有简单、成本低廉、效率高等特点。
该设计方案的核心元件是一只功率MOS管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）。
该MOS管作为开关，能够根据控制信号开启或关闭，从而实现电源的稳定输出。
MOS管的导通损耗较小，能够在高频率下工作，因此能够提高电源的转换效率。
设计方案的第一步是根据需要确定输入电源的范围和输出电源的需求。
通过采集输入电源的直流电压，可以确定MOS管的工作区间，从而选择合适的MOS管。
接下来，设计师需要根据输出电源的需求确定转换电路。
转换电路的核心是开关频率发生器，用于控制MOS管的开关频率。
开关频率的选择需要考虑到输出电源的负载特性和所需的转换效率。
通常情况下，开关频率越高，转换效率越高，但开关损耗也会增加。
在设计过程中，还需要考虑到输出电源的稳定性和电源滤波的问题。
稳压器是非常重要的一个模块，用于确保输出电压的稳定性。
电源滤波是为了减少开关频率带来的干扰和噪音，提高输出电源的纯净度。
最后，设计师需要进行电路模拟和实验验证。
通过电路模拟软件，可以模拟不同工作条件下的电源转换效率和稳定性。
随后，可以通过实验验证电路的性能，并对其进行调整和优化。
总结起来，基于单管正激式的高效率开关电源设计是一项复杂但非常有挑战性的任务。
设计师需要充分了解输入电源和输出电源的需求，合理选择核心元件和电路拓扑，进行模拟和实验验证，最终实现高效率的电源转换。
这种设计方案在各个领域中都有着广泛的应用前景。
开关电源原理与设计 连载15 正激式变压器开关电源电路参数的计算
开关电源原理与设计连载15 正激式变压器开关电源电路参数的计算
1-6-3．正激式变压器开关电源电路参数的计算
正激式变压器开关电源电路参数计算主要对储能滤波电感、储能滤波电容，以及开关电源变压器的参数进行计算。
正激式变压器开关电源储能滤波电感和储能滤波电容参数的计算
图1-17中，储能滤波电感和储能滤波电容参数的计算，与图1-2的串联式开关电源中储能滤波电感和储能滤波电容参数的计算方法基本相同，因此，我们可以直接引用（1-14）式和（1-18）式，即：
式中Io为流过负载的电流（平均电流），当D = 0.5时，其大小正好等于流过储能电感L最大电流iLm的二分之一；T为开关电源的工作周期，T 正好等于2倍控制开关的接通时间Ton ；ΔUP-P为输出电压的波纹电压，波纹电压ΔUP-P一般取峰-峰值，所以波纹电压等于电容器充电或放电时的电压增量，即：ΔUP-P = 2ΔUc 。
同理，（1-90）式和（1-91）式的计算结果，只给出了计算正激式变压器开关电源储能滤波电感L和滤波电容C的中间值，或平均值，对于极端情况可以在平均值的计算结果上再乘以一个大于1的系数。
关于电压平均值输出滤波电路的详细工作原理与参数计算，请参看
“1-2．串联式开关电源”部分中的“串联式开关电源电压滤波输出电路”内容，这里不再赘述。
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。
正激、反激式、双端开关电源高频变压器设计详解
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/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。
2、0.5是考虑输出整流二极管压降的调整值，以下同。
3 临界输出电感Lso Lso = (Vs-0.5)*(Vs-0.5-Vo)*θonmax2/(2*f*Po)1、由能量守恒：(1/T)*∫0ton{Vs*[(Vs-Vo)*t/Lso]}dt = Po2、Ton=θon/f4 实际工作占空比θon 如果输出电感Ls≥Lso：θon=θonmax否则： θon=√{2*f*Ls*Po /[(Vs-0.5)*(Vs-0.5-Vo)]}1、由能量守恒：(1/T)*∫0ton{Vs*[(Vs-Vo)*t/Ls]}dt = Po2、Ton=θon/f5 导通时间Ton Ton =θon /f6 最小副边电流Ismin Ismin = [Po-(Vs-0.5)*(Vs-0.5-Vo)*θon2/(2*f*Ls)]/[(Vs-0.5)*θon]1、由能量守恒：(1/T)*∫0ton{Vs*[(Vs-Vo)*t/Ls+Ismin]}dt = Po2、Ton=θon/f7 副边电流增量ΔIs ΔIs = (Vs-0.5-Vo)* Ton/ Ls8 副边电流峰值Ismax Ismax = Ismin+ΔIs9 副边有效电流Is Is = √[(Ismin2+ Ismin*ΔIs+ΔIs2/3)*θon]1、Is=√[(1/T)*∫0ton(Ismin+ΔIs*t/Ton)2dt]2、θon= Ton/T10 副边电流直流分量Isdc Isdc = (Ismin+ΔIs/2) *θon11 副边电流交流分量Isac Isac = √(Is2- Isdc2)12 副边绕组需用线径Ds Ds = 0.5*√Is电流密度取5A/mm213 原边励磁电流Ic Ic = Vp*Ton / Lp14 最小原边电流Ipmin Ipmin = Ismin*Ns/Np15 原边电流增量ΔIp ΔIp = (ΔIs* Ns/Np+Ic)/η16 原边电流峰值Ipmax Ipmax = Ipmin+ΔIp17 原边有效电流Ip Ip = √[(Ipmin2+ Ipmin*ΔIp+ΔIp2/3)*θon]1、Ip=√[(1/T)*∫0ton(Ipmin+ΔIp*t/Ton)2dt]2、θon= Ton/T18 原边电流直流分量Ipdc Ipdc = (Ipmin+ΔIp/2) *θon19 原边电流交流分量Ipac Ipac = √(Ip2- Ipdc2)20 原边绕组需用线径Dp Dp = 0.55*√Ip电流密度取4.2A/mm221 最大励磁释放圈数Np′ Np′=η*Np*(1-θon) /θon22 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+Br25标称磁芯材质损耗P Fe(100KHz 100℃ KW/m3)磁芯材质PC30：P Fe = 600磁芯材质PC40：P Fe = 45026 选用磁芯的损耗系数ωω= 1.08* P Fe / (0.22.4*1001.2)1.08为调节系数27 磁芯损耗Pc Pc = ω*Vc*(ΔB/2)2.4*f1.228 气隙导磁截面积Sg 方形中心柱：Sg= [(a+δ′/2)*( b+δ′/2)/(a*b)]*Sc 圆形中心柱：Sg= {π*(d/2+δ′/2)2/[π*(d/2)2]} *Sc29 有效磁芯气隙δ′ δ′=μo*(Np2*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；μo为空气中的磁导率，其值为4π×10-7H/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=Ip*Np Hc=Bc/μc=Bc/μe*μo Ip=Vp*Ton/Lpo 得到：Bc*lc/(μe*μo)=Np*Vp*Ton/Lpo又根据：Bc=Vp*Ton/Np*Sc 代入上式化简 得：μe = Lpo*lc/μo*Np2*Sc5、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 =Np2*Sc/(Sc/AL +δ/μo)30 实际磁芯气隙δ如果δ′/lc≤0.005： δ=δ′如果δ′/lc＞0.03： δ=μo*Np2*Sc/Lp 否则 δ=δ′*Sg/Sc31 穿透直径ΔD ΔD = 132.2/√f32 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1 副边电压Vs 如果为半桥：Vs = Vp*Ns/(2*Np) 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。
开关电源之正激式开关电源变压器参数的计算
开关电源之正激式开关电源变压器参数的计算
正激式开关电源变压器参数的计算
正激式开关电源变压器参数的计算主要从这几个方面来考虑。
一个是变压器初级线圈的匝数和伏秒容量，伏秒容量越大变压器的励磁电流就越小；另一个是变压器初、次级线圈的匝数比，以及变压器各个绕组的额定输入或输出电流或功率。
关于开关电源变压器的工作原理以及参数设计后面还要更详细分析，这里只做比较简单的介绍。
正激式开关电源变压器初级线圈匝数的计算
图1中，当输入电压Ui加于开关电源变压器初级线圈的两端，且变压器的所有次级线圈均开路时，流过变压器的电流只有励磁电流，变压器铁心中的磁通量全部都是由励磁电流产生的。
当控制开关接通以后，励磁电流就会随时间增加而增加，变压器铁心中的磁通量也随时间增加而增加。
根据电磁感应定理：
e1 = L1di/dt = N1dф/dt = Ui —— K接通期间(1-92)
式中E1为变压器初级线圈产生的电动势，L1为变压器初级线圈的电感量，ф为变压器铁心中的磁通量，Ui为变压器初级线圈的输入电压。
其中磁通
量ф还可以表示为：
ф= S×B (1-93)
上式中，S为变压器铁心的导磁面积(单位：平方厘米)，B为磁感应强度，也称磁感应密度(单位：高斯)，即：单位面积的磁通量。
把(1-93)式代入(1-92)式并进行积分：。
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
深度解析开关电源“正激”与“反激”的工作原理与区别
深度解析开关电源“正激”与“反激”的工作原理与区别
反激式：反激式开关电源是指使用反激高频变压器隔离输入输出回路的开关电源。
“反激”指的是在开关管接通的情况下，当输入为高电平时输出线路中串联的电感为放电状态；相反，在开关管断开的情况下，当输入为高电平时输出线路中的串联的电感为充电状态。
工作原理：变压器的一次和二次绕组的极性相反，这大概也是Flyback名字的由来： a.当开关管导通时，变压器原边电感电流开始上升，此时由于次级同名端的关系，输出二极管截止，变压器储存能量，负载由输出电容提供能量。
b.当开关管截止时，变压器原边电感感应电压反向，此时输出二极管导通，变压器中的能量经由输出二极管向负载供电，同时对电容充电，补充刚刚损失的能量。
反激电路的演变：可以看作是隔离的Buck/Boost 电路:
在反激电路中，输出变压器T除了实现电隔离和电压匹配之外，还有储存能量的作用，前者是变压器的属性，后者是电感的属性，因此有人称其为电感变压器，有时我也叫他异步电感。
正激电源
正激式变压器开关电源输出电压的瞬态控制特性和输出电压负载特性，相对来说比较好，因此，工作比较稳定，输出电压不容易产生抖动，在一些对输出电压参数要求比较高的场合，经常使用。
所谓正激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正在被直流电压激励时，变压器的次级线圈正好有功率输出。
单端正激式：。
开关电源设计技巧连载九：正激式变压器开关电源
开关电源设计技巧连载九：正激式变压器开关电源正激式变压器开关电源输出电压的瞬态控制特性和输出电压负载特性，相对来说比较好，因此，工作比较稳定，输出电压不容易产生抖动，在一些对输出电压参数要求比较高的场合，经常使用。
1-6-1．正激式变压器开关电源工作原理所谓正激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正在被直流脉冲电压激励时，变压器的次级线圈正好有功率输出。
图1-17是正激式变压器开关电源的简单工作原理图，图1-17中Ui是开关电源的输入电压，T是开关变压器，K是控制开关，L是储能滤波电感，C是储能滤波电容，D2是续流二极管，D3是削反峰二极管，R是负载电阻。
在图1-17中，需要特别注意的是开关变压器初、次级线圈的同名端。
如果把开关变压器初线圈或次级线圈的同名端弄反，图1-17就不再是正激式变压器开关电源了。
我们从（1-76）和（1-77）两式可知，改变控制开关K的占空比D，只能改变输出电压（图1-16-b中正半周）的平均值Ua ，而输出电压的幅值Up不变。
因此，正激式变压器开关电源用于稳压电源，只能采用电压平均值输出方式。
图1-17中，储能滤波电感L和储能滤波电容C，还有续流二极管D2，就是电压平均值输出滤波电路。
其工作原理与图1-2的串联式开关电源电压滤波输出电路完全相同，这里不再赘述。
关于电压平均值输出滤波电路的详细工作原理，请参看“1-2．串联式开关电源”部分中的“串联式开关电源电压滤波输出电路”内容。
正激式变压器开关电源有一个最大的缺点，就是在控制开关K关断的瞬间开关变压器的初、次线圈绕组都会产生很高的反电动势，这个反电动势是由流过变压器初线圈绕组的励磁电流存储的磁能量产生的。
因此，在图1-17中，为了防止在控制开关K关断瞬间产生反电动势击穿开关器件，在开关变压器中增加一个反电动势能量吸收反馈线圈N3绕组，以及增加了一个削反峰二极管D3。
反馈线圈N3绕组和削反峰二极管D3对于正激式变压器开关电源是十分必要的，一方面，反馈线圈N3绕组产生的感应电动势通过二极管D3可以对反电动势进行限幅，并把限幅能量返回给电源，对电源进行充电；另一方面，流过反馈线圈N3绕组中的电流产生的磁场可以使变压器的铁心退磁，使变压器铁心中的磁场强度恢复到初始状态。
200W开关电源设计PFC双管正激
学位论文200W开关电源设计——基于双管正激变换器摘要开关电源是一种由占空比控制的开关电路构成的电能变换装置，用于交流－直流或直流—直流电能变换，通常称其为开关电源。
其功率从零点几瓦到数十千瓦，广泛用于生活、生产、科研、军事等各个领域。
开关电源的核心为电力电子开关电路，根据负载对电源提出的输出稳压或稳流特性的要求，利用反馈控制电路，采用占空比控制方法，对开关电路进行控制。
本设计的交流输入电压范围是85V～265V，输出电压24V，输出功率200W。
该设计能够同时实现输入欠压保护、输出过压保护、功率因数校正等功能。
本设计主要采用单片开关电源芯片L6562D，NCP1015和NCP1217，线性光耦合器PC817A及可调式精密并联稳压器TL431等专用芯片以及其它的分立元件相配合，使设计出的开关电源具有稳压输出功能。
主要用到的开关电源电路拓扑有BUCK电路，BOOST电路和正激电路。
关键词：开关电源，功率因数校正，电路拓扑ABSTRACTThe switching power supply is a power conversion device for AC-DC or DC-DC conversion,which is consist of switching circuits controled by duty cycle.Its power varies from a few tenths of watts to tens of kilos watts,and it is widely used in life,production,scientific research, military and other fields.The core of the switching power supply is power electronic circuit.According to the request of steay output voltage or flow characteristics of power from the load,it can use feedback control circuit with duty cycle control method to control the switching circuit. The AC input voltage of this design ranges from 85V to 265V and the output voltage is 24V,the output power 200W.The design can simultaneously realize functions of input under-voltage protection, output overvoltage protection and power factor correction. The design mainly adopts dedicated chips ,such as single switching power supply chip L6562D, the NCP1015 and NCP1217A, a linear optocoupler PC817 and adustable precision shunt regulator control TL431 ,which is matched with other discrete components to make the switching power supply with voltage regulator output function. The main switching power supply circuit topology are Buck Circuit, the Boost Circuit and a Forward Circuit.Key words：the switching power supply,power factor correction,circuit topology目录第1章开关电源简介 (1)1.1 开关电源的发展简史 (1)1.2 开关电源的发展趋势和前景展望 (1)1.3 本文的主要工作 (2)1.3.1 基本要求 (3)1.3.2 发挥部分 (3)第2章开关电源的分类和基本工作原理 (4)2.1 开关电源的分类 (4)2.2 开关电源的基本工作原理 (4)2.3 PFC原理 (5)2.4 双管正激式变换器工作原理 (6)第3章交流输入部分电路的设计与实现 (8)3.1 原理图设计 (8)3.2 元件参数与选择 (8)3.2.1 压敏电阻 (8)3.2.2 安规电容 (8)3.2.3 泄放电路 (9)3.2.4 共模扼流圈 (9)3.2.5 整流桥和滤波电容 (9)第4章基于L6562D的连续型APFC电路设计与实现 (10)4.1 L6562D功能特点及其工作方式 (10)4.2 设计要求 (10)4.3 工作原理 (10)4.3.1 概述 (10)4.3.2 FOT峰值电流模式分析 (11)4.3.3 FOT峰值电流模式的输入电流畸变 (12)4.3.4 输入电流尖峰畸变的补偿电路 (12)4.4 原理图设计 (14)4.5 参数设计 (14)4.5.1 升压电感的设计 (14)4.5.2 确定电流取样电阻 (17)第5章基于NCP1217A双管正激变换器电路的设计与实现 (19)5.1 NCP1217A功能特点 (19)5.2 设计要求 (19)5.3 原理图设计 (19)5.4 参数设计 (21)5.4.1 变压器和输出电感的设计 (21)5.4.2 确定次级侧的整流二极管 (22)5.4.3 确定输出电容器 (23)5.4.4 脉冲驱动电路的设计 (23)5.4.5 稳压反馈电路设计 (24)第6章基于NCP1015的辅助电源设计与实现 (25)6.1 NCP1015功能特点 (25)6.2 设计要求 (25)6.3 原理图设计 (25)6.4 工作原理 (25)第7章测试报告 (26)7.1 概述 (26)7.1.1 输出电压精度 (26)7.1.2 线性调整率 (26)7.1.3 负载调整率 (27)7.1.4 工作效率 (28)7.1.5 PF值 (30)7.1.6 纹波 (31)7.2 毕设完成指数 (33)7.2.1 基本要求 (33)7.2.2 发挥部分 (33)第8章调试总结 (34)8.1.1 基于NCP1654的PFC调试 (34)8.1.2 基于NCP1217A的双管正激调试 (34)8.1.3 基于L6562D的APFC电路的调试 (34)8.1.4 联调 (35)8.1.5 心得体会 (35)参考文献 (37)附录A 原理图 (38)A.1 APFC设计部分 (38)A.2 双管正激部分 (39)A.3 交流输入部分 (40)A.4 NCP1217A设计部分 (40)A.5 辅助电源设计部分 (40)附录B 器件清单 (41)B.1 交流输入部分参数 (41)B.2 辅助电源设计部分参数 (41)B.3 NCP1217A设计部分参数 (41)B.4 APFC设计部分参数 (42)B.5 双管正激设计部分参数 (42)附录C APFC电路PCB (44)附录D 双管正激电路PCB (45)第1章开关电源简介1.1 开关电源的发展简史开关电源是相对线性电源说的。
开关电源设计技巧连载十正激式变压器开关电源电路参数的计算
开关电源设计技巧连载十正激式变压器开关电源电路参数的计算正激式变压器开关电源是一种常见的电源设计方案，广泛应用于各种电子设备中。
在设计正激式变压器开关电源时，我们需要计算一些电路参数来保证电源的正常工作。
以下是正激式变压器开关电源电路参数的计算方法。
1.输入电压计算：首先，需要确定正激式变压器开关电源的输入电压范围。
一般情况下，输入电压范围是根据电源的应用场所和要求来确定的。
例如，对于工业设备，输入电压范围一般为220VAC；对于电子设备，输入电压范围一般为110VAC。
因此，需要根据输入电压范围来选择合适的变压器。
2.输出电压计算：根据电源的应用场景和要求，确定所需的输出电压。
一般情况下，正激式变压器开关电源的输出电压范围是根据设备的工作电压要求来确定的。
例如，对于一些低功率的电子设备，输出电压一般为5VDC；对于一些高功率的电子设备，输出电压一般为12VDC或者24VDC。
因此，需要根据输出电压范围来选择合适的变压器和输出电路参数。
3.开关频率计算：开关频率是指开关管的开关频率，它决定了电源的工作频率。
一般情况下，开关频率是根据设备的工作要求来确定的。
例如，对于一些需要高效节能的设备，开关频率一般选择在20kHz以上；对于一些功率较低的设备，开关频率一般选择在50kHz以上。
因此，需要根据设备的工作要求来确定开关频率。
4.输出电流计算：输出电流是指电源输出给负载的电流，它决定了电源的输出功率。
一般情况下，输出电流是根据设备的功率要求和负载电阻来确定的。
例如，对于一些低功率的电子设备，输出电流一般在1A以下；对于一些高功率的电子设备，输出电流一般在10A以上。
因此，需要根据设备的功率要求和负载电阻来确定输出电流。
5.开关管参数计算：正激式变压器开关电源中的开关管是承担开关功能的主要器件。
在选择开关管时，需要根据前面计算的电路参数来确定合适的开关管。
例如，需要根据输入电压、输出电压、开关频率和输出电流来确定开关管的导通压降、导通电阻、关断速度和功耗等参数。
正激式开关电源的设计
7-3 正激式开关电源的设计中山市技师学院 葛中海由于反激式开关电源中的开关变压器起到储能电感的作用，因此反激式开关变压器类似于电感的设计，但需注意防止磁饱和的问题。
反激式在20～100W 的小功率开关电源方面比较有优势，因其电路简单，控制也比较容易。
而正激式开关电源中的高频变压器只起到传输能量的作用，其开关变压器可按正常的变压器设计方法，但需考虑磁复位、同步整流等问题。
正激式适合50～250W 之低压、大电流的开关电源。
这是二者的重要区别！7.3.1 技术指标正激式开关电源的技术指标见表7-7所示。
表7-7 正激式开关电源的技术指标7.3.2 工作频率的确定工作频率对电源体积以及特性影响很大，必须很好选择。
工作频率高时，开关变压器和输出滤波器可小型化，过渡响应速度快。
但主开关元件的热损耗增大、噪声大，而且集成控制器、主开关元件、输出二极管、输出电容及变压器的磁芯、还有电路设计等受到限制。
这里基本工作频率0f 选200kHz ，则301020011⨯==f T =5μs 式中，T 为周期，0f 为基本工作频率。
7.3.3 最大导通时间的确定对于正向激励开关电源，D 选为40%～45%较为适宜。
最大导通时间max ON t 为max ON t =T ⨯max D （7-24）max D 是设计电路时的一个重要参数，它对主开关元件、输出二极管的耐压与输出保持时间、变压器以及和输出滤波器的大小、转换效率等都有很大影响。
此处，选max D =45%。
由式（7-24），则有max ON t =5μs ⨯0.45=2.25μs正向激励开关电源的基本电路结构如图7-25所示。
图7-25 正向激励开关电源的基本电路结构7.3.4 变压器匝比的计算1．次级输出电压的计算如图7-26所示，次级电压2V 与电压O V +F V +L V 的关系可以这样理解：正脉冲电压2V 与ON t 包围的矩形“等积变形”为整个周期T 的矩形，则矩形的“纵向的高”就是O V +F V +L V ，即()ON F L O t TV V V V ⨯++=2 （7-25）式中，F V 是输出二极管的导通压降，L V 是包含输出扼流圈2L 的次级绕组接线压降。
基于UC3843PWM控制的正激式多路直流稳压的开关电源设计
基于UC3843PWM控制的正激式多路直流稳压的开关电源设计概述：直流稳压开关电源是一种能够提供可调输出电压的电源，通过采用UC3843PWM控制芯片，可以实现直流电源的自动调节和稳定输出。
本文将详细介绍如何使用UC3843PWM控制芯片设计一个正激式多路直流稳压开关电源。
1.系统分析和设计需求首先，需要明确系统的总体设计需求。
比如输出电压范围、输出电流、稳定性和效率等。
根据这些需求，设计师可以选择适当的开关电源拓扑结构和控制策略。
在本文中，我们将使用正激式拓扑结构，并通过UC3843PWM控制芯片实现稳压功能。
2.开关电源拓扑选择在本设计中，我们选择了正激式拓扑结构，因为它能提供高效率和较好的输出质量。
3.功率级选择根据输出功率和电压范围，选择合适的功率级元件，如开关管和输出电感等。
在这里，我们可以选择MOSFET作为开关管，磁性元件可以选择高频变压器和电感器。
4.控制策略选择选择适当的控制策略可以实现对输出电压的调节和稳定控制。
在本设计中，我们将使用UC3843PWM控制芯片来完成这个任务。
该芯片具有丰富的功能，包括频率锁定、电流限制和软启动等。
5.基于UC3843的控制电路设计根据UC3843芯片的数据手册，设计基于UC3843的控制电路。
该控制电路包括反馈电路、比较器和调整电源等。
其中，反馈电路用于测量输出电压并与参考电压进行比较，以调节PWM控制信号。
比较器用于比较反馈电压和参考电压，生成PWM控制信号。
调整电源用于为UC3843芯片提供工作电压。
6.输出滤波器设计输出滤波器用于平滑开关电源输出的脉冲波形，以获得稳定的直流输出电压。
常见的输出滤波器包括电容器和电感器等元件的组合。
7.样品制作和实验验证根据上述设计，制作样品电路并进行实验验证。
在实验过程中，需要测量和记录各种参数，如输出电压、输出电流、开关频率和效率等。
8.优化和改进根据实验结果进行分析和优化，对设计进行改进，以满足设计需求。
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1、输出扼流圈的电感值设计
计算流入输出扼流圈电流
I U2min U f Uomax L
L为输出扼流圈的电感（μH）； 为输出电流的10%~30%。则有
I IO 0.2 100.2 I
tonmax
38.6 15.5 0.5
N U2min 38.6 0.193 U1min 200
目录
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，
恒流开关电源设计
1、电源技术要求 2、设计步骤 3、变压器设计 4、输出滤波器设计 5、复位电路计算 6、功率开关管选择 7、输出二极管选择 8、恒流输出电路设计 9、缓冲吸收电路设计 10、控制电路设计 11、PCB板布线 12、电路仿真
电源技术要求
选用单端正激式开关电源拓扑图如下，因为它是一种小型、经济，也是开关电源应
VVT 1
1
N1 N3
Vinmax
1
21 28
220
1.1
2 597V
流过MOSFET开关管最大电流为
I ds
IO
N2 N1
10 4 1.90 A
21
目录
N3 28
型号
最大承受 电压VDS （V）
最大电 流ID （A）
最大功率 损耗PD （W）
封装型号
2SK34532
700
2
2.1 11.86H
由此可见，需要11.86μH，10A的扼流圈。
目录
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。
U 0.3 ~ 0.5UO 0.3 ~ 0.515 45 ~ 75mV
U2min
UOmax U Lmax U f ton max
T
目录
设 U Lmax 0.2V ,U f 0.5V (设定肖特基二极管)，则
15.5 0.2 0.55
U2min
2.1
38.6V
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
目录
tonmax
Uomax U Lmax U f U 2 min
T
15.5 0.5 0.2 5 2.10
38.6
则有，
Dmax
tonmax T
2.10 5
0.42
Dmax修正结果为0.42,仍然在0.4～0.45范围内，可以继续使用以下计算。
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。
选用拓扑
功率开关和驱动 设计
高层功能设计
变压器设计
输出整流。滤波 设计
实验设计和结构 设计
目录
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
UO UL U f ton
T
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：
100
100
又因 U I RSE
RSE
U f I L
45 ~ 75 22.5 ~ 37.5m
2
就是在200HKz范围内，需要 值在37.5m 以下电容器的。所以可以选择
20V，8200 H，则 为31m ,容许脉动电流为2.9Ams.
流向电容器的纹波电流为
ICfms
I L 23
2 23
0.58
800
5
45
TO-220()
1.9
2.2
用较多一种，并且它功率输出在50～200W是最合适的[2]。设计技术要求如下：
输入电压：交流220V±10% 输出电压UO：15V 输出电流IO：10A
纹波电压UP：0.5V 输出波动电流IP：±0.1A 占空比：D max＝0.42
目录
开关电源设计步骤
开始
输出反馈设计
控制器设计
启动电路设计
保护电路设计
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
UVD1
1
N3 N1
Vin max
1
28 21
220 1.1
2 795V
那么选择VD1额定电压为800V，这样基本符合要求的。
目录
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:
N2
U 2min tonmax Bm S
38.6 2.1 3.7 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
N1
N2 N
4 0.193
21
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。
A
<2.9A,说明电容合适
目录
3、滤波器电阻设计
R 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 d
Rd
2UO I L
2 15 2
15
则假设电阻 Rd 电耗为 Wrd
Wrd
Uo 2
Rd
152 15
15W
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。
10
80
TO-3P(N)IS
典型值 Typ
导通最大电阻值RDS（ON）
最大值 正向降VGS 正向电流ID
Max
（V）
（A）
0.72
1.0
10
5
设计步骤
2SK2603
800
3
100 TO-220AB
3.0
3.6
10
1.5
2SK2883
800
3
75
TO-220FL/SM
3.0
3.6
10
1.5
2SK2605