仙童资料翻译：十三个步骤教你完整设计正激双路输出开关电源,妥妥的!

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步骤一确定系统对象图1线性电源范围

电压倍压电路如图1所示，通常是用于正激式电路，在普通电压输入的情况下。所以最小的线性电压是实际电压的2倍。——线性频率fL——最大输出功率P0——预计功率：这是需要估计这功率转换器的效率去计算出这最大的输入电压。如果无法参考资料，设Eff=0.7~0.75，用于低电压输出的设备；设Eff=0.8~0.85，用于高电压输出的设备。确定的估计效率，这最大的输出功率是基于输入最大功率，选择适合的开关芯片。因为MOSFET管的两端电压是转换器的两倍电压，一个额定电压是800V的开关芯片，MOS管就可用于一般的电压输入。开关芯片的种类的额定功率已经在设计软件之内。步骤二确定DC电容（）和DC电压范围图2这最大的DC电压(DC link voltage)波纹是：

Dch是是链电容(DC link capacitor)占空比，如图2，通常值为

0.2。

用于倍压器的两个电容要串联，每个电容值是方程（2）中所需电容的2倍。在已知的最大电压波纹，那么这最小和最大的直流链电压（DC link voltage）是：步骤三确定变压器重置方式和最大占空比（Dmax）正激式开关电源一个固有的限制，在MOSFET关闭的时候，就是变压器必须重置。因此，额外的重置方案应该被纳入。现有两个重置方案：a．辅绕组重置该方案有益于效能，因为能量被储存在磁化电感中，且能量会释放回输入电路中。但是额外的绕组会使得变压器的构造更复杂。图3

MOSFET管上最大的电压和最大占空比是：Np和Nr和分别分别是初级（primary winding）匝数(笔者注：初级=主绕组)和辅绕组匝数。由方程（5）（6）可得，当Dmax逐渐减少，在MOSFET管上最大的电压会跟着减少。然而，减小的Dmax 导致在次边的电压应力上升。因此，在一般输入电压下，设定Dmax=0.45和Np和Nr是比较合适的。在辅边重置电路中，开关芯片内部已经限制占空比低于50%，用于阻止磁饱和现象发生在变压器上。b．RCD重置图4画出带有RCD 重置的正激式简化电路图。缺点是储存在磁电感中的能量被消耗。在RCD缓冲器中，不像辅绕组重置方案可以返还能量于输入电压中，但是，因为它简单，这方案广泛应用于许多预算有限的开关电源中。

这最大的电压应力和缓冲器电容电压分别为：因为缓冲器电容电压是固定不变的，而且几乎不受输入电压影响。所以当转换器工作电压在幅度较小的情况下，MOSFET管两端电压可以低些，这是相对于辅绕组重置方案而言的。对于辅组重置方案而言，RCD重置方案另外一个优点是：这可以把占空比设置到最大，大于50%；而相对地，MOSFET管两端因此减轻了次级的电压应力。而相对辅边绕组重置方案而言，MOSFET两端电压较其低，从而减轻了次级的电压应力。步骤四确定输出电感电流的纹波因素图5 给出输出电感的电流。这电流因素定义为：kRF=△I/2I0；是最大输出电流。在大多数实际设计当中，设kRF=0.1~0.2一旦纹波因素确定，那么MOSFET管的rms电流（电流有效值）就如下：

检查MOSFET管最大峰值（Idspeak）是否低于开关芯片的脉冲电流（峰峰值电流）的限制.步骤五确定变压器合适的磁芯和最小主绕组匝数，以确防止磁芯饱和事实上，磁芯最初的选择是受原材料所限制的，因为实在太多可变因素了。其中一种方法去选择合适的磁芯是查阅磁芯制造商的磁芯

选择指南。如果没有合适的参考资料，用以下的公式作为一个开始点：

AW是空窗面积，AE是磁芯的横截面积（单位mm2 ）。确定了磁芯后，变压器主绕组最小的匝数是（能避免磁饱和）：步骤六确定变压器各绕组匝数首先，确定主边（初级）和

反馈控制次边（次级）的匝数比，以作为参考。

Np和Ns1分别是主绕组的匝数和参考输出绕组匝数，V o1

是输出电压，VF1是输出端的二极管管压降。然后，确定合适的Ns1匝数（取整数），那么Np就取比Np.min大的数值，见公式（14）。主边电感值是：是AL-value值（电感系数）在无间隙的情况下（nH/turn2）

n-th输出的匝数是

VO（n）是输出电压，而VF（n）是第n个输出（n-th）的二极管管压降。下一步是确定VCC（笔者注：VCC是芯片端口名）绕组的匝数。VCC绕组的匝数是由不同重置方案而定。（a）辅绕组重置：若选取辅绕组重置方案，则VCC绕组线圈是：

V*CC是标称电压（nominal voltage），VFa是二极管管压降。当取用辅绕组重置方案时，因为VCC与输入电压成比例，所以应该把V*CC设为等于VCC开启电压，以此去避免在正常工作中产生过压保护。（b）RCD重置：RCD重置法，VCC绕组线圈数是：

V*CC是标称电压（即额定电压nominal voltage），因为取用RCD重置方案，VCC几乎是一个常量，所以V*CC设为比VCC开启电压高2~3V。步骤七基于有效电流（rms current）确定每个变压器的绕线直径第n个线圈的有效电流值

IO（n）是第n个最大输出电流。如果用辅绕组重置法，那

么辅绕组的有效电流是

当绕线比较长（大于1m），电流密度通常是5A/mm2。当绕线比较短，匝数比较少时，电流密度是6~10A/mm2时，也能接受。避免选用绕线直径大于1mm的铜线，以避免涡流损耗，并且可以使得绕制线圈更容易。如果需要更大的输出电流，最好采用平行绕线法，并采用多股较细的线以减少趋肤效应。检查一下变压器磁芯的空窗面积是否能容纳下全部绕线。要求空窗面积是：AW=AC/KF AC是实际导体的面积，KF是充满系数。当用绕线管的时候，通常充满系数是

0.2~0.3。步骤八确定输出电感的合适磁芯和匝数当自激式开关电路有多于一个的输出口，如图7

耦合电感通常用来加强互稳压（cross regulation）——耦合电感，共用一条磁芯，分别有独自的线圈。首先，确定耦合电感的第n个绕组与参考绕组（第一个绕组）的匝数比。上述的匝数比一样：

然后，计算参考输出电感的电感值：

L1是最小匝数，可避免磁饱和是：

Llim是开关芯片电流限度，Ae是磁芯横截面积（单位mm2）和Bsat是磁通饱和密度（单位tesla）。如果无课查阅资料，可Bsat=0.35~0.4T。一旦NL1确定了，NL（n）就可用等式（23）求出。步骤九基于有效电流，确定每个电感线圈中导线的直径第n个电感线圈的有效电流是当绕线比较长（大