基于双闭环控制的单端反激式多路隔离输出开关电源的实现
基于UC3842的单端反激式开关电源设计
基于UC3842的单端反激式开关电源设计作者：王秋妍郑浩王道平王凯来源：《电子技术与软件工程》2018年第02期摘要本文设计了一种基于UC3842芯片控制的双路输出反激式开关电源，介绍了控制电路和变压器设计，由于开关电源设计的实践性较强，本文给出的方法仅作为一种参考，实际问题则需要在实践中不断加以总结和完善，才能满足要求。
【关键词】开关电源反激式 UC3842 变压器开关电源作为电源家族中重要的成员，由于其效率高、可靠性高、体积小等优势，已经成为发展较快的前沿电源技术。
根据转换的形式开关电源可以分为：AC/DC、DC/DC、DC/AC、AC/AC。
其中DC/DC是基本变换器，包括3种基本拓扑结构：Buck（降压型）、Boost（升压型）和Buck-boost（升降压型）。
在此基础上，演变出Forward（正激式）、Fly-back（反激式）、Half-bridge converter（半桥式）、 Full-bridge converter（全桥式）、Push-pull converter（推挽式）。
由于反激式变换器具有电路结构简单，工作频率高、输出电压稳定且输出不需要滤波电感等优点，特别适用于小功率、多路输出的场合。
1 反激式开关电源反激式开关电源因其输出端输出端在变压器原边绕组断开电源时才获得能量而得名。
其拓扑结构如图1所示。
如图1所示，反激式拓扑基本原理为：在脉宽调制PWM信号高电平时，开关管导通，变压器一次侧有电流流过，此时一次侧存储能量，而变压器二次侧感应出与一次侧反相的电压，二极管VD反向截止，输出由电容产生；在脉宽调制PWM信号为低电平时，开关管截止，变压器一次侧电流为零，根据电感特性，变压器一次侧将产生反向电压，此时，变压器二次侧感应出的电压使二极管VD正向导通，进而给电容充电并为负载提供能量。
由反激式拓扑构成的开关电源结构框图如图2所示。
由图2所示，反激式开关电源主要包括输入EMI电路，整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制电路、反馈电路、输出整流滤波电路等。
一种新型多路输出反激式开关电源的设计和实现
纹波 输 出功率
≤ １ ％
５ Ｗ ２
Ｉ 引言
开关 电源 的设计 通常选 用 Ｐ ＷＭ 集 成芯 片 。近 年来 ，将 Ｐ ＷＭ 控制 电路、保护 电路集成到一块 芯片 上的开关 电源 集成 控 制器 ，由于其外围 电路简单和高可靠 性等优 点，受到了 电路
设计人 员的欢迎
常见 的Ｐ ＷＭ 控 制器分 为 电压控制型 和 电流控 制型两种 。 电压型 Ｐ ＷＭ 是通过 反馈 电压来调节输 出脉 宽。 电流型 Ｐ ＷＭ 是通过输 出电感线圈 的电流信号与误差放大器输 出信 号相 比较 来调节 占空 比，从而 使 电感峰值 电流 随误差 电压变 化而变化 。 目前 电流型 Ｐ ＷＭ 控制器 是较理想的一种 Ｐ ＷＭ 控制器 。 下面介绍一种采用 ＵＣ ８ ４ ３４ 高性 能电流型 Ｐ ＷＭ控制器的反 激式开关 电源 电路，该 电路具有 电流反馈和 电压 反馈双环控制 的优点，电压调整率和负载调整率高。其中光耦 ＨＩＡ１ １ 和三端 稳压管 Ｔ ４ １ Ｌ ３ 配合控 制大大提 高了电源 电压的瞬态响应速度和 调整率 。实验证 明该 电路具有 良好 的性能和很高 的应用 价值 。
ｖ ｌｇ ｐ ｌ ｇｏ ｏｄａｊｓ ｎ ｔｎｄ Ｏｏ ．ｔａ ｂ ｓｄｆｒ ｔｒｏ － ｏｔ ｅｉｐｅ ｏ ｄｌ ｕｔ ｔａ ａ ｒ ， ａ ｄ ｍｅ ｒｅａ ｎＩＣ ｅｕｅ ｏｍｏｏ ｎ Ｓ ｎ ｃ
ｔ ｌ Ｓａｐ ｗｅ ｍｏ ｕ ｅａ ｄ ｈ ｓ ｅｔ ｒ ｐ ｌ ａ ｏ ａｕ ． ｏ ａ ｒ ： ｏ ｒ ｄ ｌ ｎ ａ ｂ ｔ ｐ ｉ ｔ ｎｖ ｌ ｅ ｅａ ｃｉ Ｋｅ ｒ ｓ Ｃｕ ｒｎ Ｗ Ｍ ； ｙｗｏ ｄ ： ｒｅ ｔ Ｐ ＵＣ３ ４ ； ｙ ￣ ｋＳ ｔｈＰｏ ｒ Ｔｒｎ ｆ ｒ ８ ４ Ｈ ｂ ｗｉｃ ｗｅ ； ａ ｓ ｏ
多路单端反激式开关电源设计
多路单端反激式开关电源设计佚名【摘要】A TOP223Y⁃based switching power supply with multi⁃channel output single⁃end flyback AC/DC module was de⁃signed. Peripheral circuits are analyzed by TOP Switch series single⁃chip switching power supply chip and the feedback system composed of TL431 and PC817A. The AC/DC switching power supply whose voltage stabilization adjusting weight is 0.6 and 0.4 with the outputs of +5V/3A and +12V/1A was designed. The experimental results show that the switching power supply has high efficiency,small ripple,high output accuracy and high stability.% 设计了一种基于TOP223Y多路输出单端反激式开关电源。
采用TOP Switch系列三端高频单片开关电源芯片，配合由TL431、PC817A组成的反馈系统对外围电路进行分析。
设计出了一种输出为+5 V/3 A，+12 V/1 A不同稳压调整权重分别为0.6，0.4的AC/DC开关电源。
实验结果表明，该开关电源不但效率高，纹波小，而且输出精度高和稳定性强。
【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2013(000)014【总页数】5页(P162-165,170)【关键词】开关电源;单端反激;高频变压器;双反馈【正文语种】中文【中图分类】TN702-34单片开关电源自问世以来，以其效率高，体积小，集成度高，功能稳定等特点迅速在中小功率精密稳压电源领域占据重要地位。
多路输出单端反激式开关电源仿真与设计开题报告
毕业设计（论文）开题报告题目多路输出单端反激式开关电源仿真与设计学生姓名学号院 ( 系 )专业指导教师报告日期2015 年 11 月 24 日题目类别（请在有关项目下作√记号）设计论文其它√题目需要在实验、实习、工程实践和社会调查等社会实践中完成是否□毕业设计（论文）起止时间2015年10月24日起至2016年04月26日（共16周）1.设计的意义及国内外状况1.1 设计的意义开关电源是电力电子设备中不可或缺的部分,与人们的生活、工作有着密不可分的关系。
在工业自动化控制、军工设备、科研设备、发光二极管照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备和半导体制冷制热等领域, 都能看到开关电源产品被广泛应用。
开关电源一般由脉冲宽度调节控制和场效应管构成,利用现代电力电子技术,是控制开关管关断和导通时间的比率,维持稳定输出电压的一种电源。
开关电源的发展方向是高频化。
高频化能使开关电源小型化,并使开关电源在更广泛的领域适用,尤其是能在高新技术领域应用,从而推动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能源、节约资源和保护环境等方面都具有重要的意义。
现有的稳压电源可分成两大类: 线性稳压电源和开关稳压电源.线性稳压电源是比较早使用的一类直流稳压电源, 其特点是输出电压比输入电压低, 反应速度快, 输出纹波较小, 工作产生的噪声低, 效率较低, 发热量大( 尤其是大功率电源) , 间接地给系统增加了热噪声。
开关稳压电源是一种新颖的稳压电源, 通过改变调整管的导电时间和截止时间的相对长短来改变输出电压的大小。
开关稳压电源具有功耗小、效率高、体积小、质量轻和稳压范围宽等特点。
但开关电源还存在较为严重的开关干扰、输出纹波电压高、瞬变响应较差和电磁干扰等缺点。
这就需要靠技术手段和工艺措施来克服上述缺点。
近年来, 电源技术的飞速发展, 使高效率的开关电源得到了越来越广泛的应用。
1.2 国内外研究现状1955 年, 美国人罗耶发明了自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器, 标志着实现了高频转换控制电路. 1957 年, 美国人查赛发明了自激式推挽晶体管双变压器. 1964 年, 美国科学家们提出了取消工频变压器的串联开关电源的设想,为减小电源的体积和质量开创了一条根本的途径.1969 年, 随着大功率硅晶体管耐压的提高和二极管反向恢复时间的缩短等元器件性能的改善, 终于做成了25kHz的开关电源.开关电源最早起源于上世纪50年代初，美国宇航局以小型化、轻量化、为目标，为搭载火箭开发了开关电源。
一款多路输出单端反激式开关电源的电路设计方案
多路输出电源对于电源应用者来讲，一般都希望其所选择的新巨电源产品为“傻瓜型”的，即所选择的电源电压只要负载不超过电源最大值，无论系统的各路负载特性如何变化，而各路电源电压依然精确无误。
仅就这一点来讲，目前绝大多数的多路输出电源是不尽人意的。
为了更进一步说明多路输出电源的特性，首先从图1所示多路输出开关电源框图讲起。
从图1可以看到，真正形成闭环控制的只有主电路Vp，其它Vaux1、Vaux2等辅电路都处在失控之中。
从控制理论可知，只有Vp无论输入、输出如何变动(包括电压变动，负载变动等)，在闭环的反馈控制作用下都能保证相当高的精度(一般优于0.5%)，也就是说Vp在很大程度上只取决于基准电压和采样比例。
对Vaux1，Vaux2而言，其精度主要依赖以下几个方面：1)T1主变器的匝比，这里主要取决于Np1：Np2或Np1：Np32)辅助电路的负载情况。
3)主电路的负载情况注：如果以上3点设定后，输入电压的变动对辅电路的影响已经很有限了。
图1在以上3点中，作为一个具体的开关电源变换器，主变压器匝比已经设定，所以影响辅助电路输出电压精度最大的因素为主电路和辅电路的负载情况。
在开关电源产品中，有专门的技术指标说明和规范电源的这一特性，即就是交叉负载调整率。
为了更好地讲述这一问题，先将交叉负载调整率的测量和计算方法讲述如下。
电源变换器多路输出交叉负载调整率测量与计算步骤1)测试仪表及设备连接。
2)调节被测电源变换器的输入电压为标称值，合上开关S1、S2…Sn，调节被测电源变换器各路输出电流为额定值，测量第j路的输出电压Uj，用同样的方法测量其它各路输出电压。
3)调节第j路以外的各路输出负载电流为最小值，测量第j路的输出电压ULj。
4)按式(1)计算第j路的交叉负载调整率SIL。
SIL=×100%(1)式中：ΔUj为当其它各路负载电流为最小值时，Uj与该路输出电压ULj之差的绝对值；Uj为各路输出电流为额定值时，第j路的输出电压。
单端反激式开关电源设计的matlab实现
单端反激式开关电源设计的matlab实现%设计开始%输入交流最小值(V)Uacmin = 85;fprintf('输入交流最小值：%dV\n',Uacmin)%输入交流最大值(V)Uacmax = 265;fprintf('输入交流最大值：%dV\n',Uacmax)%线电压频率(HZ)Fline = 50;fprintf('输入线电压频率：%dHZ\n',Fline)%输出电压(V)Uo = [5 15];%输出整流管正向导通压降(V)Uf = [0.4];%输出电流(A)Io = [0.8 0.5];for i = 1:length(Uo);fprintf('输出电压%d为%2.1fV，输出电流为%3.2fA\n',i,Uo(i),Io(i))end%输出功率(w)Po = (Uo+Uf)*Io';fprintf('输出功率：%3.1fW\n',Po)%效率eta = 0.8;fprintf('效率：%d%%\n',round(eta*100))%整流桥导通时间(s)Tc = 32e-4;%E6标准基数E6=[1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8];%整流滤波电容(uF)if Po >= 4for i = 1:6;if (Po*2.5) < (E6(i)*10)Cin = E6(i)*10;break;endendendif Po >= 40for i = 1:6;if (Po*2.5) < (E6(i)*100)Cin = E6(i)*100;break;endendendfprintf('滤波电容：%duF\n',Cin)%输入最小直流电压(V)Udcmin = sqrt(2*(Uacmin^2)-(2*Po*(1/(2*Fline) - Tc))/(eta*Cin*10^(-6)));fprintf('输入直流最小值：%dV\n',round(Udcmin))%输入最大直流电压(V)Udcmax = sqrt(2)*Uacmax;fprintf('输入直流最大值：%dV\n',round(Udcmax))%最大占空比Dmax = 0.45;fprintf('设定最大占空比：%d%%\n',round(Dmax*100))%开关管饱和导通压降(V)Uds = 10;%反激电压(V)Uor = (Udcmin - Uds)*Dmax/(1-Dmax);fprintf('反激电压：%4.1fV\n',Uor);%最小占空比Dmin = Uor/(Uor+(Udcmax-Uds));%开关管最小耐压(V)Umos_min= Udcmax+1.4*1.5*Uor+20;fprintf('开关管最小耐压：%5.2fV\n',Umos_min)%开关频率(KHZ)f = 60;%电流密度(A/mm^2)J = 5;%设定窗口利用率(0.2~0.4)Ku = 0.3;%设定工作模式(CCM/DCM),设定拓扑系数KTKrp = 1;if(Krp == 1)fprintf('工作模式为DCM\n');KT = (2/sqrt(3))*(sqrt(1-Dmax)+sqrt(Dmax));elsefprintf('工作模式为CCM\n');KT = ((1-Dmin)/(1-Dmax))*(sqrt(1-Dmax)+sqrt(Dmax))/Krp; end%最大磁通密度(T) (0.2~0.3)Bm = 0.22;%面积法选定磁芯(cm^2)Ap = 1.5*KT*Po/(10*Bm*J*Ku*f*eta);%1.5倍余量fprintf('所选磁芯最小面积乘积为：%5.3fcm^2\n',Ap);%根据所选磁芯EE25，查阅相关参数Ae = 40;%初级绕组平均电流(A)Iavg = Po/(eta*Udcmin);fprintf('初级绕组平均电流：%5.3fA\n',Iavg)%初级绕组峰值电流(A)Ipkp= Iavg*(2/((2-Krp)*Dmax));fprintf('初级绕组峰值电流：%5.3fA\n',Ipkp)%确定开关管的最大电流(A)Imos_pk = 1.5*Ipkp;fprintf('开关管能承受的最小电流：%5.3fA\n',Imos_pk) %初级绕组有效值电流(A)Irmsp = Ipkp*sqrt(Dmax*((Krp^2)/3-Krp+1)); fprintf('初级绕组有效值电流：%5.3fA\n',Irmsp)%确定初级电感量Lp(mH)Lp = Udcmin*Dmax/(f*Ipkp*Krp);fprintf('初级绕组电感量：%3.2fmH\n',Lp);%原边匝数(Turn)Np = round(1000*Lp*Ipkp/(Ae*Bm));fprintf('原边匝数：%d匝\n',Np);Ns = round(Np*(Uo+Uf)/Uor);for i = 1:length(Uo)fprintf('第%d路输出副边绕组匝数：%d匝\n',i,Ns(i)); end%偏置电压(V) (与具体芯片有关)Ub = 15;%偏置绕组输出整流二极管正向导通压降(V)Ud = 0.7;%偏置绕组匝数(Turn)Nb = round(Np*(Ub+Ud)/Uor);fprintf('偏置绕组匝数：%d匝\n',Nb);%开气隙前Al (nH/Turn^2) (与磁芯型号有关)Al = 2000;fprintf('开气隙前电感系数：%3.2fnH/Turn^2\n',Al); Alg = 10^6*Lp/(Np^2);fprintf('开气隙后电感系数：%3.2fnH/Turn^2\n',Alg); %气隙长度Lg(mm)Lg = 0.4*pi*Ae*(1/Alg-1/Al);fprintf('气隙长度：%3.2fmm\n',Lg);%20℃铜导线集肤效应穿透深度(mm)d = 66.1/sqrt(f*10^3);fprintf('集肤效应穿透深度：%3.2fmm\n',d );%原边导线线径(mm)for i = 1:6;%最多6股并绕Dp = 1.13*sqrt(Irmsp/(i*J));if Dp <= 2*dbreak;endendif i > 1fprintf('原边导线线径：%3.2fmm，%d股并绕\n',Dp,i); elsefprintf('原边导线线径：%3.2fmm，单股\n',Dp);end%副边电流峰值(A)Ipks = Ipkp*((Uo+Uf).*Io/Po)*Np./Ns;for i = 1:length(Uo)fprintf('第%d路输出副边电流峰值：%3.2fA\n',i,Ipks(i)); end%副边电流有效值(A)Irmss = Ipks*sqrt((1-Dmax)*((Krp^2)/3-Krp+1));for i = 1:length(Uo)fprintf('第%d路输出副边电流有效值：%3.2fA\n',i,Irmss(i));endfor i = 1:length(Uo)for j = 1:6%最多6股并绕Ds(i) = 1.13*sqrt(Irmss(i)/(j*J));if Ds(i) <= 2*dif j > 1fprintf('第%d路输出副边导线线径：%3.2fmm，%d股并绕\n',i,Ds(i),j);elsefprintf('第%d路输出副边导线线径：%3.2fmm，单股\n',i,Ds(i));endbreak;endendend%输出滤波电容上的纹波电流(A)Irs = sqrt(Irmss.^2-Io.^2);for i = 1:length(Uo)fprintf('第%d路输出滤波电容纹波电流：%3.2fA\n',i,Irs(i));end%输出整流管最低耐压(V)Ubrs = 1.25*(Uo + Udcmax*Ns/Np);%取1.25倍余量for i = 1:length(Uo)fprintf('第%d路输出整流管最低耐压：%3.2fV\n',i,Ubrs(i));end%偏置绕组整流管最低耐压(V)Ubrb = 1.25*(Ub + Udcmax*Nb/Np);%取1.25倍余量fprintf('偏置绕组整流管最低耐压：%3.2fV\n',Ubrb); %输入整流桥最低耐压(V)Ubr = 1.25*Uacmax;%取1.25倍余量fprintf('输入整流桥最低耐压：%3.2fV\n',Ubr);%开关电源功率因数cosPhicosPhi = 0.6;fprintf('开关电源功率因数设为：%3.2f\n',cosPhi );%输入整流桥最小有效值电流(A)Ibr = 2*Po/(eta*Uacmin*cosPhi);%取2倍余量fprintf('输入整流桥最小额定电流：%3.2fA\n',Ibr);%设计结束输入交流最小值：85V输入交流最大值：265V输入线电压频率：50HZ输出电压1为5.0V，输出电流为0.80A输出电压2为15.0V，输出电流为0.50A输出功率：12.0W效率：80%滤波电容：33uF输入直流最小值：91V输入直流最大值：375V设定最大占空比：45%反激电压：66.2V开关管最小耐压：533.72V工作模式为DCM所选磁芯最小面积乘积为：0.186cm^2初级绕组平均电流：0.165A初级绕组峰值电流：0.735A开关管能承受的最小电流：1.102A初级绕组有效值电流：0.285A初级绕组电感量：0.93mH原边匝数：77匝第1路输出副边绕组匝数：6匝第2路输出副边绕组匝数：18匝偏置绕组匝数：18匝开气隙前电感系数：2000.00nH/Turn^2开气隙后电感系数：156.43nH/Turn^2气隙长度：0.30mm集肤效应穿透深度：0.27mm原边导线线径：0.27mm，单股第1路输出副边电流峰值：3.39A第2路输出副边电流峰值：2.01A第1路输出副边电流有效值：1.45A第2路输出副边电流有效值：0.86A第1路输出副边导线线径：0.43mm，2股并绕第2路输出副边导线线径：0.47mm，单股第1路输出滤波电容纹波电流：1.21A第2路输出滤波电容纹波电流：0.70A第1路输出整流管最低耐压：42.75V第2路输出整流管最低耐压：128.26V偏置绕组整流管最低耐压：128.26V输入整流桥最低耐压：331.25V开关电源功率因数设为：0.60输入整流桥最小额定电流：0.59A。
基于DSP双闭环控制的单相逆变电源设计与实现
电工 电气 （０ Ｎｏ ） ２ １ ． １ ３
基于Ｄ Ｐ 闭环控 制的单相逆 变 电源设计 与实现 Ｓ双
李 东旭 ，黄灿水 ，汤宁平 ，陈桂玉
（ 州大学 电气工程 与 自动化 学院，福 建 福 州 ３ ０ ０） 福 ５１８
摘 要 ： 设计 了一种基 于 Ｄ Ｐ的电压 、电流双 闭环控 制的单相逆 变 电源 ，介绍 了平均值 闭环控制 Ｓ
ｔｏ ， ｓｄ ｓｇ ｄ． ｎ ｒ ｄ ｔｏ ｓ ｍａ ｅ ｔ ｈ ｖｅ ａ ｅ ｖ ｌ ｌ ｓ ｄ ｌ ｏ ｏ ｔｏｌ ｒｎｃ ｐ ｅ Ｍ ＡＴＬＡＢ ｏ ｗａ ｅ ｗａ ｅ ｏ ｃ ｒｙ ｏ ｔ ｒ ｌ ｗａ ｅ ｉ ｎｅ Ｉ ｔｏ ｕｃ ｉ ｎ ｗａ ｄ ｏ ｔ ｅ ａ ｒ ｇ ａ ｕｅ ｃ ｏ ｅ ｏ ｐ ｃ ｎ ｒ ｉ ｉ ｌ ． ｐ ｓ ｆ ｒ ｓｕｓ ｄ ｔ ａ ｒ ｕ ｔ ｓｍ ｕ ａ ｉ ｎ ａ ｌ ｉ ｏ ｏ ｔｏ ｔ ａ ｅ ｙ Ｔｈ Ｐ ｗａ ａ ｅ ｓ ａ ｘ ｒ ｍｅ ｔ ｌｐ ａ ｆ ｒ ｏ ｃ ｒ ｙ ｏ ｔｅ ｐ ｒｍｅ ｔａ ｄ ｖ ｒｆｃ ｔｏ ｒ ｉ ｌ ｔｏ ｎａｙｓｓ ｆ ｒ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｒ ｔ ｇ ． ｅ ＤＳ ｓ ｔ ｋ ｎ ａ ｎ ｅ ｐｅ ｉ ｎ ａ ｌ ｔ ｏ ｍ ｔ ａ ｒ ｕ ｘ ｅ ｉ ｎ ｎ ｅ ｉ ａ ｉ ｎ ｆ ｉ ｏ ｈ ｒ ｗａ ｅ ａ ｏｆｗａ ｅ ｏ ｅ ｓ ｔ ｍ． ａ ｄ ｒ ｎｄ ｓ ｔ ｒ ｆｔ ｙｓｅ Ｔｈｅ ｒ ｓ ｔｓ ｏ ｈ ｔ ｈ ｓｐ ａ ａ ｓ ｒ ｔ ｂ ｅ ｉ ｖ ｒｅ ｕ ｐｕ ｔ ｏ ｄ ｄ ｎ ｍｉ ｒ ｏ ｍａ ｃ ｈ ｅ ｕｌ ｈ ｗｓｔ ａ ｉ ｌ ｎ ｃ ｎ ａｓ ｕ ｅ ｓ ａ ｌ ｎ ｅ ｔ ｒｏ ｔ ｔｗｉ ｇ ｏ ｙ ａ ｃｐｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｔ ｈ ａ ｄ ｌ ｗ ｏ ｔ ｍｅ ｔ ｈｅｎ ｅ ｆｎｏ ｍａ ｉ ． ｎ ｏ ｃ ｓ ， ｅ ｉ ｔ ｅ ｄ ｏ ｒ ｌ ｔ ｎｇ ｓｅ
多路输出单端反激电源的设计
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研种 开发 ｌ ｌ
多 路 输 出 单 端 反 激 电 源 的 设 计
陈 城， 黄 辉， 王金 宝 ， 闰永昶 ， 董 圆 圆
（ 北京交通 大学 电气工程学院 ，北京 １ ０ ０ ０ ４ ４ ） 摘要 ：设计 了一种基于 Ｕ （ ２ ８ ４ ４的多路输 出单端反激 电源， 给 出了该电源的具体设计步骤和详 细的设计参数及 高频 变压 器
【doc】单端反激式双输出开关电源设计
单端反激式双输出开关电源设计第33卷第2期2010年4月辽宁科技大学JournalofUniversityofScienceandTechnologyLiaoningV01.33No.2Apr.,2010单端反激式双输出开关电源设计王琳,刁嫣妲,李荣震,孟艳萍.,朱连成(1.鞍山供电公司高新技术开发区供电分公司,辽宁鞍山114051;2.鞍山供电公司电能计量所,辽宁鞍山114002:3.鞍山供电公司设计院,辽宁鞍山114002;4.辽宁科技大学电子与信息工程学院,辽宁鞍山114051)摘要:介绍了一种基于TOP246的单端反激式双输出开关电源设计,结合自制的脉冲变压器.用于交流85--265V的宽电压输入,实现直流24v/2A高精度,直流l2v/1A双输出.实验证明,设计在实际电路中表现出良好的电气特性,可以为相关设计提供较好的参考和借鉴.关键词:开关电源;反激式变换器;反馈回路;脉冲变压器;宽电压中图分类号:TM44文献标识码:A文章编号:1674—1048(2010)02—0t41—04开关电源是现代化机电产品中常用的供电装置,可以不受各个国家交流电网的限制,广泛应用在相关的设备中,其效能高低直接关系到机电设备的性能.开关电源设计主要包含电路设计和磁路设计.本文针对反激式隔离变换器口,给出基于TOP管的开关电源设计方案,并具体设计出一个可用于交流85--265V宽电压输入和直流24V/2A,直流12V/1A双输出的单端反激式开关电源.设计采用相位补偿技术,提高系统稳定性,增加抗干扰能力.通过实验验证了设计的正确性和可行性.1电路设计1.1基本原理反激式隔离变换器是中小功率开关电源最为常用的变换器之一,其典型拓扑结构如图l所示.其中,+V为整流后的输入电压;T为脉冲变压器,设计中还应有回路控制的偏置绕组;D为输出回路的快恢复肖特基整流二极管;R和C.为其阻容吸收电路;输出电路还包括由电感L.和两个电容C.组成的一个7c型低通滤波电路;变压器初级有尺,C和D组成的RCD漏感尖峰吸收电路;Q为控制脉冲变压器一次绕组导通和截止的反激式变换器所需的开关功率MoS管;N为初级绕组匝数,N为次级绕组匝数;设计中变压器一次侧与二次图t反激式变换器拓扑结构Fig.1Topologicalstructureofflybackconverter侧的地信号采用安规电容隔离;"?"表示同名端.在反激式变换器中,功率开关管将输入的直流电压转变成一些列的方波信号施加于脉冲变压器初级绕组上,通过脉冲变压器的电磁能量转换与传递,经过整流二极管,滤波电路处理后,给负载R提供所需要的优质电压和功率.1.2TOP管辅助电路采用内部集成功率MOS管的TOP246作为开关控制器件,额定负载功率为90w,再加以外围电收稿日期:2009—1220.作者简介:王琳(1978一),男,辽宁鞍山人,工程师,主要从事电网调度及电源优化的研究工作.?142?辽宁科技大学第33卷路,可以实现过压,欠压,过流,过热等保护功能.实际使用的TOP管电路连接,如图2所示.图2中,C与R,C2:组成低通滤波和稳压电路,可以有效滤除TOP246管脚1受到的干扰信号.R.接于交流电压整流后输出的直流电压,作为系统电压检测,当系统出现过电压或欠电压时,TOP246管将自动封锁脉冲输出,禁止脉冲变压器工作.u.引脚用来作为变压器的偏置绕组输入端,与内部集成的MOS管管脚6配合,反向控制PWM输出占空比,即管脚1流入的电流越大,管脚6输出的PWM占空比越小;反之,则越大.U接变压器的初级绕组同名端.ITOP246图2TOP246管脚电路连接Fig.2TOP246pinsconnection1.3反馈回路图3改进型输出反馈电路Fig.3Improvedoutputfeedbackcircuit采用具有精密电压基准的三端可编程并联稳压二极管TL431A和线性光耦PCS17B构成系统的反馈控制回路,利用偏置绕组,控制TOP管的占空比,实现反激式变换器输出电压的精准控制.TL431A检测输出的电压(+24V)越大,经过线性光耦PC817B变换,流人TOP管脚1的电流越大,TOP管控制内部MOS管导通和关断的占空比与输入1脚的电流成反比,使输出电压降低,维持了输出电压的稳定;反之亦然.为了提升系统的稳定性,设计采用相位补偿技术¨2j.如图3所示,增加C与R后,提高了系统的相角裕度和幅值裕度.改进后系统的幅频特性和相频特性如图4所示.系统的穿越频率约为2.58kHz,相角余量约为48.3.,系统稳定..3l^●_.:.4-\—:禧蓑:'一一......……._～\频率,∥Hz图4改进后的幅频和相频特性Fig.4Improvedamplitude-frequencyandphase-frequencycharacteristic1.4脉冲变压器箝位吸收保护电路如图5中虚线框所示,采用z十RCD带浪涌保护的漏感尖峰吸收电路,将MOS管的电压箝位在175V以内,防止电压过高击穿MOS管.1.5输出滤波电路为了确保系统输出电压纹波较小,设计采取了相应滤波去噪技术.采用LC构成低通滤波器滤除一定的高频干扰,滤波电容可按1000/,F/A经验值选择容量.同时,输出采用效抑制共模和差模干扰的电感还可以避免系统对其他电路和电气设备的干扰.实验调试后的EMI良好.脉冲变压器初级箝位与输出滤波电路,如图5所示.第2期王琳,等:单端反激式双输出开关电源设计lICtll5KE20CA门l51I7.丰c...IPKMUR2lOOECRr,RTN7./图5脉冲变压器初级箝位与输出滤波电路Fig.5Primaryclampingandoutputfiltercircuitofpulsetransformer2磁路设计磁路部分包括高频脉冲变压器和各滤波电感等.其中,脉冲变压器是现代开关电源的核心元件,实际应用中主要起到能量传递,电压变换和电气隔离的作用.脉冲变压器的性能好坏,不仅影响变压器自身的发热和效率,而且还会影响到开关电源的技术性能指标及其可靠性.在脉冲变压器的设计和制作过程中,磁芯材料,磁芯和线圈结构,绕制工艺等必须全面考虑l3j.2.1脉冲变压器参数根据面积乘积法,按最大值选择,设计中脉冲变压器采用EFD30扁平型磁芯骨架.为提高绕组的利用率,采用多根漆包线并绕技术,既可以提高绕组载流量,也能有效减少集肤效应影响_4].脉冲变压器原绕组采用直径为0.35mm的2股漆包线并绕匝数14圈;输出为直流24V的次级绕组采用直径为0.45mm的4股漆包线并绕匝数3圈;输出直流12V的副绕组直径为0.35ITIITI的3股漆包线并绕匝数3圈,偏置绕组为直径0.35ITIITI的单股漆包线绕4圈.经过验证,变压器参数满足要求,设计合理.2.2系统输入的EMI滤波电感和整流电路系统输入EMI滤波电感采用UF10.5骨架,设计电感量为6.1mH_5].系统交流电源输入与滤波,整流电路,如图6所示.图6系统交流电源输入和整流电路Fig.6Alternatingcurrentinputofsystemandrectifiercircuit图6中,AC-L和AC-N为输入的交流电压,范围为85--265V;PE接电源外壳,作为保护接地线;R为负温度系数热敏电阻,尺,,为压敏电阻;C,C为X系列安规电容;C为Y系列的安规电容;BR?144?辽宁科技大学第33卷为整流桥;C.为变压器直流电压输入的高频低阻电容.3实验结果系统满载连续工作8h后,功率芯片温度为51℃,符合温升要求.部分电压波形,如图7所示.图7中,脉冲变压器二次侧输出的24V电压波形,最大值为28V,最小值为一60V;经过输出整流二极管及其阻容吸收后的波形,最大值25.2V,最小值22.6V,阻容电路吸收效果较好;经过输出低通滤波电路后的波形,最大值为24.0V,最小值为23.4V,平均值为23.7V,精度为±1.25%;系统输出的12V电压波形,最大值为11.9V,最小值11.9V.2萎2●出一6时『Ⅱj,t/s2>.1.....通波的12V.一'f}:的I2电波'一一.一一一时问,t/s图7部分买验结果波形Fig.7Waveformsofsomeexperimentresults4结语介绍的基于TOP管的宽范围交流电压输入,高精度直流电压输出的单端反激式隔离变换器双输出开关电源方案,通过满载和交流 1.5kV耐压试验,结果证实,设计符合要求,电气性能可靠,可以为同类电路设计提供一定的参考和借鉴.参考文献:[1]张志薇.具有高功率因数的多路输出反激变换器的研究[D】.哈尔滨工业大学,2006.[2]王闯瑞,胡荣强,黄庆义,等.反激型开关电源反馈回路的改进[J].通信电源技术,2005(4):4244.[3]曹丰文,李冬黎,刘振来.小功率反激式开关变压器的设计与制作[J].电工技术杂志,2002(5):54—56.[4]coBosJA,,GARCIAO,SEBASTIONJ,eta1.R~onantresetforwardtopologiesforlowou tputvoltageonboardeonve~一e~[C]//.AppliedPowerElectronicsConferenceandExposition,APEC'94ConferenceProc eedings1994.NinthAnnml,1994:703.708.[5]冯慈璋,马西奎.工程电磁场导ee[M].北京:高等教育出版社,2003:92.126. DesignofswitchpowersupplyofsinglefeedbackwithdoubleoutputsW;Lin,D0Yan一,LJRong-zhen,ME『,『GYah—ping.,ZHULian—cheng(1.DepartmentofHighandNewTechnologyIndustrialDevelopmeritZone,AnshanPowerS upplyCompany,Anshan114051.China;2.ElectricEnergyMeasurementStation,AnshanPowerSupplyCompany,Anshan114002, China;3.DesignInstitute,AnshanPowerSupplyCompany,Anshan114002,China;4.SchoolofElectronicandInformationEngineering,UniversityofScienceandTechnology Liaoning,Anshan114051,China)Abstract:AswitchpowersupplyofsingleflybackwithdoubleoutputswithTOP246isdesign ed,whichiscombinedwithself-madepulsetransformer,andappliedtothewidevoltageinputof85--265V .Theswitchpowersupplyrealizesahighaccuracyfor24VDC/2Aanddoubleoutputsfor12vtx;/1A.Ther esultsindi—catethatthereisagoodelectriccharacteristicindesigncircuit.anditprovidesabetterreference forfuturedesign.Keywords:switchpowersupply;flybackconverter;feedbackloop;pulsetransform;widevo ltage(ReceivedDecember20.2009)。
基于TOP261YN芯片的多路输出单端反激式开关电源的设计
在此反 激 式 电路 中 ， ｌ Ｃ 、 ３为 安 规 电 Ｃ 、２ ｃ 容 ， 中 ， １专 门 用 于滤 除 电 网之 间 的 串模 干 其 Ｃ 扰 ， 为 “ 电容 ” ２ Ｃ 被称 ｘ 。Ｃ 、 ３接 在 高 压 与地 之 问 ， 于滤 除 共模 干 扰 ， 称 为 “ 电容 ” 电 用 被 Ｙ 。
收稿 日期 ：００— ５—１ ２１ ０ ７
控制器 、 振荡器 、 热关 断保 护电路 、 故障保 护电
路及其它控制 电路集 成在一个单片器件内， 极
作者简介 ： 赵翔 （９ ７ ， ， １８ 一） 男 江苏 泰州人 ， 成都理 工 大学在读硕士研究 生 ， 研究 方 向为测试 计量 技术及
仪器。
大地改善了产品的性能。本开关电源的原理 图
如 图 １ 。
】 ２ ５ ９
图 １ 开 关 电源 原 理 图
３ １ 输入输 出电路设 计 ．
馈 电压 ＋ｌ 输 出 的开 关 噪 声 ， 用 电感 Ｌ ５Ｖ 使 １ 和 电容 Ｃ １ 成次 级 Ｌ Ｆ４构 Ｃ滤波 器 ， 效提 高 了 有 输 出端 电压 的稳定 性 Ｊ 。
在高 频变 压器 的初 级绕 组 上 ， 当 ＭＯ Ｆ Ｔ关 仅 ＳＥ
单、 体积小 （ 因无需工频变压 器） 能完全实现 、 电气隔离等显著特点。一般情况下 ， 中小功 在 率电源中， 由于反激式 开关 电源无 需一个和变 压器 体积 大 小 差不 多 的 电感 ， 结构 简单 因 而得
到更广泛 的应 用 。通 常对 于 输 出功率 超 过 １０ ０ ｗ 的 电源 ， 分 立 器 件 实 现 起 来 有 难 度 。 然 用
果表 明 ， 该开关 电源具有 良好 的性能。 关键词 ： 开关电源 ； 反激 式 ； 多路输 出； 高频变压器 中图分类号 ： Ｔ ６ Ｎ８ 文献标 识码 ： Ａ 文章编号 ： ０５ － ３ （０ ０ １－５ ９０ ２ ８０ ４ ２ １ ） １１２ － ９ ４
多路输出单端反激电源的设计
多路输出单端反激电源的设计陈城;黄辉;王金宝;闫永昶;董圆圆【摘要】设计了一种基于UC2844的多路输出单端反激电源,给出了该电源的具体设计步骤和详细的设计参数及高频变压器的设计方法.实验结果表明了此方法设计的开关电源可以解决工程中的实际需要,是一种性能良好的开关电源.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2014(031)001【总页数】4页(P1-4)【关键词】开关电源;单端反激;双环控制;高频变压器【作者】陈城;黄辉;王金宝;闫永昶;董圆圆【作者单位】北京交通大学电气工程学院,北京100044;北京交通大学电气工程学院,北京100044;北京交通大学电气工程学院,北京100044;北京交通大学电气工程学院,北京100044;北京交通大学电气工程学院,北京100044【正文语种】中文【中图分类】TN860 引言开关电源是电力电子设备中不可缺少的部分。
随着功率开关管技术的发展，开关电源的设计趋向于小型化、高频化。
相比较传统的线性串联稳压电源，单端反激式开关电源具有输出纹波小、效率高等突出特点，尤其适用于中小功率的开关电源。
为了达到良好的线性调整率和快速的输入输出动态响应，适应工程应用中低成本高性能的设计要求，本文设计了一种基于UC2844的单端反激式开关电源［1］。
1 单端反激式开关电源的基本原理单端反激式变换器的电路主要由输入整流滤波电路、功率变换电路、输出整流滤波电路等部分组成。
单端反激电路的基本工作原理如图1所示，功率开关管Q1高电平时导通，低电平时关断。
将经过整流的直流输入电压接在变压器原边L p上，当PWM信号驱动Q1开通时，输入电压通过高频变压器在副边感应出上负下正的感应电压，整流管D1反向截止，此时通过电感储存电能，没有能量传递给负载。
当开关管Q1截止时，原副边绕组上的电压极性反转，整流管D1正向偏置导通，变压器中储存的磁能又转化为电能向副边释放。
其中高频变压器在Q1开通时起电感储能作用，也起到了变压隔离的作用。
基于UC3842的单端反激式电源设计
皇塑垫查Ｉ［摘要］关键词０引言基于ＵＣ３８４２的单端反激式电源设计季海涛１，陈松立１，王琳１，毛苏闽１，汪定军２（１．中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州２２１００８；２．上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海２００２４０）以电源芯片ＵＣ３８４２为核心，设计了一种具有宽电压输入，恒流和恒压２种工作模式输出的单端反激式开关电源。
试验结果验证该开关电源具有电压调整率和效率高的特点，是一种性能良好的开关电源。
ＵＣ３８４２单端反激式开关电源电压调整率随着电源技术的飞速发展，高效率的开关电源也得到了广泛的应用。
如何实现低成本高性能，也成为现代开关电源的研究方向。
在众多小功率供电设备上，其ＰＷＭ脉宽控制电路常采用价格低廉、性能良好、外围元件少的ＵＣ３８４２。
本文将采用ＵＣ３８４２设计一种具有恒压、恒流２种工作模式的单端反激式开关电源。
１单端反激式电路的工作原理单端反激式变换器工作原理示意图如图１所示。
当加到原边主功率开关管Ｑ１的激励脉冲为高电平使Ｑ１导通时，直流输入电压加在原边绕组两端，由于此时副边绕组相位是上负下正，整流管Ｄ１反向偏置截止，原边电感储存能量；当激励脉冲为低电平使Ｑ１截止时，原边绕组两端电压极性反向，副边绕组相位变为上正下负，整流管正向偏置导通，变压器储存的能量向副边释放。
在此开关过程中，高频变压器既起变压隔离作用，又起电感储能作用。
ｏ＿———、＋ｋ５Ｊ帆《－』图１单端反激式变换器简图和变压器原边与副边电流示意图２电路结构与工作原理所设计的电路具有稳压与恒流２种工作模式，并通过指示灯的不同颜色区分电路的各种工作状态。
核收稿日期：２００８—０６—０２作者简介：季海涛（１９８４一），硕士研究生，主要从事电机与电器方向的研究。
心器件是ＵＣ３８４２，开关管采用大功率快速ｍｏｓｆｅｔ。
电源开机时，整流滤波后的高压经Ｒ３向Ｃ１０充电，Ｃ１６的选取原则１ＦＦ／Ｗ。
当Ｃ１０的电压达到１６Ｖ时，达到ＵＣ３８４２的启动电压门槛值，ＵＣ３８４２开始工作输出驱动脉冲。
新型多路输出单端反激式开关电源设计
新型多路输出单端反激式开关电源设计尹雷;万舟;沈天舒【摘要】开关电源是采用脉冲宽度调制(PWM)等技术控制开关电路构成的电能变换装置,它在直-直流和交-直流电能变换中的应用越来越广泛,它的功率可以小到数瓦甚至毫瓦级,也可以大到数百M瓦甚至G瓦.开关电源在电子、电器设备等领域广泛应用,它具有重量轻、体积小、发热量低、效率高、性能稳定、使用方便等优点,逐渐的取代了传统的线性稳压电源,是一种新式电源,是稳压电源的主导产品.该文设计的开关电源是基于集成开关电源芯片设计的三路输出小功率单端反激式开关电源.该电源有自动稳压、短路保护、过流保护、反馈补偿等保护电路,可增强电源工作的安全性和可靠性,具有较高的实用价值和良好的工程应用前景.【期刊名称】《软件》【年(卷),期】2017(038)011【总页数】5页(P137-141)【关键词】开关电源;反激式变换器;高频变压器【作者】尹雷;万舟;沈天舒【作者单位】昆明理工大学信息工程与自动化学院,云南昆明 650000;昆明理工大学信息工程与自动化学院,云南昆明 650000;昆明理工大学信息工程与自动化学院,云南昆明 650000【正文语种】中文【中图分类】TP303+.3近年来，开关电源的应用越来越广泛，是一种新式电源，它具有重量轻、体积小、发热量低、效率高、性能稳定、使用方便等优点，而且慢慢的取代了传统的线性稳压电源。
它很好的应用在通信、航天、仪器、设备、机械、电器等领域。
在社会生活中，市场上开关电源中的功率管很多采用绝缘栅双极晶体管和全控电力场效应管，它们的开关频率分别可达几十千赫兹，几百千赫兹。
这些高速开关元器件的应用极大地提高了开关电源的开关频率。
本文设计的开关电源的电压是由控制器 UC3844输出的高频PWM信号来控制全控 MOSFET开关，利用控制开关的导通时间来调整输出电压，用可调精密并联稳压器TL431、线性光耦合器PC817和其他电路元器件一起作为反馈环节，使设计出的开关电源具有自动稳压功能。
基于双闭环控制的单端反激式多路隔离输出开关电源的实现
功 ，并 已用作 为实 验室ＩＭ模 块 的驱动 电源 。 Ｐ
２ ． 电流型控制芯片Ｕ ３４简介 Ｃ ８２
Ｕ ３ ４ 是 一种 高 性 能 的 电流 型 控 制 器 ， 内 Ｃ ８２ 其 部 结构 如 图 １ 示 。 它集 成 了振 荡 器 、有温 度 补 所 偿 的高 增 益误 差 放 大 器 、 电流 检 测 比较 器 、 图腾 柱输 出 电路 、输 入和 基准 欠 电压 锁定 电路及Ｐ ＷＭ 锁存 器 电路 。该 芯 片有 ８ 引脚 ：①脚是误 差 放大 个
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● 技 术 改 进 与创 新
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基 于双 闭环控制 的单端反激式多路 隔离输 出开关 电源的实现
Ｒｅ ｌｚ ｔｏ ｆｔ ｅ Ｓ ｔｈｉ ｇ Ｐｏ ｒＳ ｕ ｃ ｎ Ｓ ｎ ｌ — ｎ ｖ ｒ ｅ ｃ ｔｎ ｔ ａ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｗｉ ｎ ｗｅ ｏ ｒ ｅｉ ｉ ｇ ｅ ｅ ｄ Ｒｅ ｅ ｃ ｄ Ｅｘ ｉ ｇｗｉｈ ｈ ｃ ｉ Ｍ ｕ ｔｐ ｅ Ｉｏ ａｅ ｔ ｕ ｓＢａ ｅ ｎ Ｄｏ ｂ ｅ Ｃｌ ｓ ｄ Ｌｏ ｐ ｎ ｒ ｌ ｌｉ ｌ ｓ ｌ ｔｄ Ｏｕ ｐ ｔ ｓ ｄ ｏ ｕ ｌ ｏ ｅ — ｏ ｓＣｏ ｔｏ
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多路输出单端反激式开关电源设计
多路输出单端反激式开关电源设计
1.确定输出电压和电流要求：首先要确定每个输出端口所需的电压和
电流。
根据实际需求和应用场景确定输出要求。
2.选择开关电源IC：根据多路输出和高效能的要求，选择合适的开
关电源IC。
开关电源IC能够实现高效能和多路输出的设计。
根据输出要
求选择合适的IC。
3.设计适配器电路：根据所选的开关电源IC，设计适配器电路。
适
配器电路是将输入电压转换为适合开关电源IC的电压。
适配器电路通常
包括整流、滤波和调压等部分。
4.设计反激式变换器：反激式变换器是多路输出单端反激式开关电源
的核心部分。
反激式变换器能够将适配器电路输出的电压进行变换和调节，得到不同的输出电压和电流。
根据输出要求设计合适的反激式变换器。
5.设计输出电路：根据每个输出端口的电压和电流要求，设计合适的
输出电路。
输出电路通常包括滤波、调压和过载保护等部分。
6.进行仿真和优化：设计完成后，进行电路仿真和优化。
通过仿真可
以验证电路的正常运行和性能是否满足要求。
根据仿真结果进行优化和调整。
7.制作电路原型并测试：将设计的电路制作成原型，并进行测试。
测
试包括输入电压范围、输出电压和电流精度、效率和稳定性等方面的测试。
总结：。
光伏系统单端反激式多路隔离输出电源设计
光伏系统单端反激式多路隔离输出电源设计
董锋; 孟婥; 孙以泽; 李富国
【期刊名称】《《电源技术》》
【年(卷),期】2011(035)010
【摘要】在光伏系统中,电流传感器、运算放大器等器件的工作电压不尽相同。
因此,以意法半导体公司的UC3845B电流型控制芯片为核心,采用MOSFET
IRFR18N15D为功率器件,设计一种高效的单端反激式、双闭环电流控制、4路隔离输出辅助电源系统,用来为电流传感器、运算放大器等器件提供工作电源。
【总页数】3页(P1249-1251)
【作者】董锋; 孟婥; 孙以泽; 李富国
【作者单位】东华大学机械工程学院上海201620
【正文语种】中文
【中图分类】TM910.2
【相关文献】
1.多路输出型单端反激式开关电源设计 [J], 李竫;沈伟吉;高炜玲;顾佳坤;缪申捷;蔚兰
2.多路输出单端反激式开关电源设计 [J], 杨立杰
3.基于NCP1200单端反激式多路输出开关电源设计 [J], 史星海;徐茂生;徐洪泽
4.多路输出单端反激式开关电源设计 [J], 杨立杰
5.新型多路输出单端反激式开关电源设计 [J], 尹雷;万舟;沈天舒
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多路输出单端反激式开关电源设计
多路输出单端反激式开关电源设计电子设备对电源的要求日益增高，促进了开关电源技术的不断发展。
本文介绍了基于美国PI公司生产的单片开关电源芯片TOPSwitch系列设计的多输出的AC/DC开关电源。
设计电路选用TOPSwitch系列芯片的TOP244Y，该芯集成了PWM控制器、MOSFET 功率开关管和欠电压、过电压等保护电路，芯片的开关频率为132kHZ，最大占空比为78%。
设计电路的开关电源输出功率为25W时，实现了12V/1.2A,5V/2A和30V/20mA三路直流电压输出，效率为80%以上。
论文介绍了开关电源相关内容，反激式开关电源的原理和应用技术，为电路设计提供了理论指导，并且提出了反激式开关电源的设计规划。
仔细分析反激式开关电源之后，选择了电路所需的元器件的型号和参数，最终完成电路图的设计。
最后使用芯片专属的优化设计软件PI Expert对反激式开关电源进行优化设计。
设计结果为，优化设计之前电源的效率为78%左右，实际输出直流电压的最大误差为 3.5%，经过优化之后最大误差降为0.36%，且电源效率提高到90%以上。
反激式开关电源的直流输出回路接有EMI滤波器，有效地降低了开关电源的输出纹波。
关键词：开关电源；反激式；多路输出；TOPSwitch-GXTitle Design of Multi-output Single-ended Fly-back ConverterAbstractElectronic devices demanded on power increasingly higher to promote the continuous development of converter technology. This paper introduced the small power multi output AC/DC converter design based on the chip of TOP-Switch produced by American company Power Integrations.The converter design used TOP244Y as switching chip, which had PWM control circuit and power MOSFET, the chip’s switching frequency was 132 kHz, the maximum duty cycle was 78%. When the output power was 25W, switching power served three DC outputs 12V/1.2A, 5V/2A and 30V/20mA and the efficiency was 80%.The paper introduced some related content about the converter and the theory and technology of fly-back converter, to provide a theoretical guidance for circuit design. And then the paper proposed a fly-back converter supply design plan. And next, I designed a fly-back switching power circuit, and selected circ uit’s components and parameters. Finally using PI Expert to optimize this fly-back switching power, I received some result about the designed circuit. Before the optimization, the efficiency was 78%, and the actualoutp ut DC voltage’s maximum error was 3.5%, after the optimization, maximum error decreased to 0.36%, and the efficiency increased to 90%. And the fly-back switching power circuit had output EMI filter, decreased output ripple of switching power effectively.Keywords: Switching power supply；Fly-back；Multiple output；TOPSwitch-GX目次1 绪论 (1)1.1 开关电源研究的目的和意义 (1)1.2 开关电源研究现状及发展前景 (1)1.3 开关电源的新技术新理论 (2)2 反激式开关电源的原理 (4)2.1 反激式开关电源介绍 (5)2.2 开关电源的芯片简介 (6)2.3 PWM反馈控制方式 (7)2.4 反激式开关电源的设计规划 (8)3 反激式开关电源的电路设计 (10)3.1 开关电源的EMI设计 (10)3.2 整流电路设计 (12)3.3 高频变压器的设计 (14)3.4 反馈电路设计 (17)3.5 多路输出电压电路设计 (20)3.6 保护电路设计 (21)3.7 反激式开关电源的电路图 (22)4 反激式开关电源电路的优化设计 (24)4.1 PI Expert 辅助设计软件介绍 (24)4.2 直流输出优化设计 (24)4.3 高频变压器的优化设计 (25)4.4 反激式开关电源优化设计 (26)结论 (28)致谢 (29)参考文献 (30)附录多路输出反激式开关电源电路图 (32)1 绪论能源在社会现代化方面起着关键作用。
多路输出反激式开关电源的设计与实现
多路输出反激式开关电源的设计与实现多路输出反激式开关电源的设计与实现一、引言开关电源是一种高效率、高可靠性、体积小、重量轻的电源设备，被广泛应用于电子产品中。
多路输出反激式开关电源是一种基于反激式开关电源拓扑结构，能够同时提供多个稳定电压输出的电源系统。
本文将针对这种电源系统进行设计与实现。
二、多路输出反激式开关电源原理多路输出反激式开关电源的基本原理是利用开关管进行高频开关，通过变压器传递能量，并通过整流和滤波电路获得稳定的输出电压。
其核心是控制开关管的导通时间，以实现不同输出电压的调节。
三、电路设计与元器件选择1. 输入电路设计：为了保护开关管和输入电源，应采用滤波电感和输入电容进行滤波处理，同时添加过流保护电路。
2. 变压器设计：根据输出电压和电流要求确定变压器的参数，选择合适的线性密度和电感，以获得理想的传输效果。
3. 输出电路设计：对于多路输出反激式开关电源，每个输出通道都要设计独立的整流和滤波电路，以确保稳定的输出电压。
4. 控制电路设计：采用反馈控制电路，通过对反馈信号的处理调节开关管的导通时间，实现多路输出电压的精确控制。
四、PCB板设计PCB板是电路实现的载体，其设计主要包括布局设计、走线设计和连接设计。
在多路输出反激式开关电源中，需要考虑分区布局，分别放置输入输出电路和控制电路，以最大限度地减小干扰。
同时，在走线设计中，应注意分离高频信号和低频信号，减少耦合。
五、电路调试与输出稳定性测试在完成电路设计与制作后，需要进行电路调试，并测试输出稳定性。
调试时可以通过示波器观察各个节点的波形，以确定是否存在异常。
并通过负载变化测试，验证输出电压是否能够保持稳定。
六、改进与优化在实际应用中，根据具体需求可以对多路输出反激式开关电源进行改进和优化。
常见的改进方法包括添加过压、欠压保护功能，提高电源的效率，降低输出纹波等。
七、结论多路输出反激式开关电源作为一种高效、可靠、稳定的电源系统，具有广泛应用前景。