基于PI Expert软件的反激式开关电源设计方案

PI工程师的电源设计

PI工程师的电源设计文章1. 反激式电源中的铁氧体磁放大器对于两个输出端都提供实际功率(5V 2A和12V 3A，两者都可实现± 5%调节)的双路输出反激式电源来说，当电压达到12V时会进入零负载状态，而无法在5%限度内进行调节。

线性稳压器是一个可实行的解决方案，但由于价格昂贵且会降低效率，仍不是理想的解决方案。

我们建议的解决方案是在12V输出端使用一个磁放大器，即便是反激式拓扑结构也可使用。

为了降低成本，建议使用铁氧体磁放大器。

然而，铁氧体磁放大器的控制电路与传统的矩形磁滞回线材料(高磁导率材料)的控制电路有所不用。

铁氧体的控制电路(D1和Q1)可吸收电流以便维持输出端供电。

该电路已经过全面测试。

变压器绕组设计为5V和13V输出。

该电路在实现12V输出± 5%调节的同时，甚至还可以达到低于1W的输入功率(5V 300 mW和12V零负载)。

文章2. 使用现有的消弧电路提供过流保护考虑一下5V 2A和12V 3A反激式电源。

该电源的关键规范之一便是当12V输出端达到空载或负载极轻时，对5V输出端提供过功率保护(OPP)。

这两个输出端都提出了± 5%的电压调节要求。

对于通常的解决方案来说，使用检测电阻会降低交叉稳压性能，并且保险丝的价格也不菲。

而现在已经有了用于过压保护(OVP)的消弧电路。

该电路能够同时满足OPP和稳压要求，使用部分消弧电路即可实现该功能。

从图2可以看出，R1和VR1形成了一个12V输出端有源假负载，这样可以在12V 输出端轻载时实现12V电压调节。

在5V输出端处于过载情况下时，5V输出端上的电压将会下降。

假负载会吸收大量电流。

R1上的电压下降可用来检测这一大量电流。

Q1导通并触发OPP电路。

文章3. 有源并联稳压器与假负载在线电压AC到低压DC的开关电源产品领域中，反激式是目前最流行的拓扑结构。

这其中的一个主要原因是其独有的成本效益，只需向变压器次级添加额外的绕组即可提供多路输出电压。

一款PI开关电源的设计

本文讨论，并开关效率可达开发周期最简外围此被广泛 TOPSw 型开关电的脉宽调电压UO 降变。

其中3 电路设以TO 出＋15V/外围电路电路5部据各路输3.1输输入整流干扰和差PI 介绍了PI 一给出设计中注电源被称为高80%左右。

而长，成本高，电路、最佳性地应用在中小witch_GX 属源。

通过改变制器是一个降低时，经过，脉宽调制设计OPSwitch_GX 0.5A、－15V 进行，外围分[3]。

设供出功率之和，输入整流滤波滤波电路包括模干扰，其中 TOP-S 一种采单端反注意事项。

高效节能型电而通常开关电系统可靠性性能指标等优小功率电源中属于漏极开路变控制端电流电流反馈式的过光耦反馈电（PWM）采用X 中的TOP24V/0.5A、＋5电路可分为输供电条件为8，选择TOPSw 波电路设计括输入交流滤中C1为安规Sw 系列反激式开关电电源，因为内电源的设计使性差。

TOPSwi 优点，从而提中。

输出并且利用流IC 的大小的控制电路，电路使得IC 减用开关频率固图1 45Y 为例介绍5V/2A，总输输入整流滤波5V~220VAC(1witch 芯片，滤波、整流、规电容，是为列的单端电源IC 的工程内部电路工作使用控制电路itch 系列智能提高了电源的用电流来线性小，能连续调利用反馈电减小，占空比固定而占空比设计的电路绍此类控制芯出功率25W。

波电路、钳位15%)，工频，可得到该型电容稳压三为了去除差模反激式开程设计方法，作在高频开关路与功率MOSF 能开关电源集的效率，降低性调节占空比节脉冲占空电流IC 来调节比增大，输出可调的调试方路原理图片的应用。

由于TOPSw 位保护电路、若不加说明型号芯片的各三部分。

交流干扰；L1为开关电源对IC 外围电关状态，自身FET 相分立的集成芯片具有低了成本，增比的AC/DC 电比，实现脉宽节占空比D,出电压随之升方式。

图1是使用T witch 集成度变压器、输明，以下设计各项参数。

PIExpert设计指导

力由直流输入电压、VBORB和漏感电压尖峰叠加而成，理论计算值将被给出。POWER
INTEGRATIONS 芯片的内置 Mosfet 耐压 700V，高于其他产品的 650V（600V），留下额
外安全裕量。Kp用于设置初级电流波形，反映电流连续（断续）的程度，一般在连续模式时Kpຫໍສະໝຸດ (K ) RP BB
为了展示 PIExpert 套件的强大功能，我们利用 PIXls 软件以 TOP-HX 电源芯片为例来说明开关电源的设计流程。
步骤一：打开 PIXls，选择 TOP-HX 芯片并得到一份设计表单。表单初始由用户定义输入输出规格，灰色区域允许用户手动输入。损耗因子系数 Z 和整流桥导通时间 tC 可以采用默认值。在初始设计时，效率可以估算，但样机完成后需将实测效率输入来调整设计。
输入磁芯尺寸选择或Auto。输入Auto后，PIXls将根据输出功率估算所需最小的磁芯尺寸，而不会出现过热或磁芯饱和现象。
在此处可以输入自定义磁芯参数
此单元格用于指定初级绕组的层数和次级圈数
输入总的挡墙宽度的一半值（典型值为3.2），对于三层绝缘设计输入零
计算得出的NBSB符合磁通密度限制
PIExpert 设计指导
开关电源的设计是一件复杂而耗费精力的事情。电源变换器涉及电、磁、控制多个领域，着手设计一个开关电源，需要对这些领域有一定的理解；在设计过程中，调整电源某一点性能和参数时，有意无意就会影响到另一点的性能和参数，因此也造成很多工程师苦恼于反复地计算和试验之中。 POWER INTEGRATIONS 公司作为集成功率转换领域的领导者，一直以减轻客户端工作量，加快产品开发流程为己任，其推出强大的开关电源设计套件 PIExpert，将电源设计以非常简练的方式呈现给用户。PIExpert 套件所含 Expert 软件，允许用户在不关注电源内部工作原理的情况下，通过输入外部所需参数，即可得到一套电源设计方案。这对于初步接触开关电源的工程师来说，电源设计也将变得不再可怕。 PIExpert 套件中另一功能强大的软件是 PIXls，开关电源中各项重要参数均以表单形式列出，用户可以清楚地了解电源的工作状态。在对每一处参数进行修改时，PIXls 将自动关联调整其他参数，给出整体优化的方案，这样将大大减轻反复计算迭代的负担。PIXls 针对不当设计还将给出报警及提示，便于用户找到问题所在并采取修改措施。 PIExpert 套件含有软件 Transformer Designer，将 Expert 或 PIXls 的电源方案导入 Transformer Designer 中，得到变压器的绕制文档，从而加速变压器的生产过程。

基于一种PI Expert的反激式开关电源设计方案

基于一种PI Expert的反激式开关电源设计方案
1.引言
近年来，开关电源的发展非常迅速。

相对于线性电源，开关电源有着体积小、重量轻、效率高、抗干扰强、输出电压范围宽和便于模块化等优点。

开关电源分为隔离和非隔离两种形式，而隔离式又有正激和反激两种拓扑结构。

一般在中小功率电源场合，反激式开关电源往往最具性价比，因此被广泛应用于家电、工业控制、通讯、LED照明等领域。

但设计一款具有高性价比的开关电源并非易事，需要设计人员具备丰富的理论知识和实践经验。

按照传统的手工设计方法，开关电源需要计算的参数变量非常多，工作量较大。

为配合用户进行开关电源的设计，Power Integrations公司推出了PI Expert电源设计软件，大大地减轻了设计人员的工作量。

该软件简单易用，灵活方便，是一种高效的开关电源设计工具。

2.反激式开关电源的基本原理
所谓反激式开关电源，是指当变压器的初级线圈正好被直流电压激励时，变压器的次级线圈没有向负载提供功率输出，而仅在变压器初级线圈的激励电压被关断后才向负载提供功率输出，这种变压器开关电源称为反激式开关电源。

反激式开关电源中的变压器起着储能元件的作用，可以看作是一对互相耦合的电感。

在实际应用中，反激变换器又经常被设计成不连续导通模式(DCM模式)和连续导通模式(CCM模式)，以便根据具体的使用情况实现开关电源的最佳性能。

反激式开关电源一般由电源整流滤波电路，开关芯片，高频变压器，漏极箝位电路，反馈电路和输出滤波电路组成。

PI反激式电源设计

步骤 12 – 计算初级电感量LP • 连续模式。
• 非连续模式。
步骤 9 – 基于AC输入电压、VO、PO以及使用AN-29选择曲线所得到的效率选定TOPSwitch-GX
• 利用AN-29中的TOPSwitch-GX选择曲线选取最小的 TOPSwitch-GX。
• 当KP ≤ 1.0，KP ≡ KRP，连续模式 (见图9)。
其中IR为初级纹波电流，而IP 为初级峰值电流。
• 当KP ≥ 1.0，KP ≡ KDP，非连续模式 (见图10)。
• 在连续模式设计当中，宽电压输入时设定KP = 0.4 230 VAC单电压或115 VAC倍压整流时取值0.6。
• 在非连续模式设计当中，设定KP = 1.0。 • KP值必须在表5所规定的范围之内。
AN-32
• 当且仅当利用限流点降低的特性在芯片外部设定限流时，在TOPSwitch-GX设计中也可使用RCD（电阻／电容／二极管）箝位，此时限流点为输入电压之间的函数。与稳压管箝位相比，在轻载情况下使用RCD箝位的设计通常其效率较低。此外，必须十分注意RCD箝位电路的设计。在负载范围内由于其固有的箝位电压的改变，如果设计不当，RCD箝位可能无法保护TOPSwitch-GX，特别是在开机以及输出过载的情况下。
63-125
BVCEO
70 V 70 V 70 V 70 V 55 V 35 V 35 V 80 V 70 V 60 V
70 V 70 V 35 V 60 V 70 V 70 V 35 V 35 V 30 V 30 V 30 V
70 V
生产商
Sharp Sharp Vishay, Isocom Vishay, Isocom Vishay, Isocom Vishay, Isocom Liteon Liteon Liteon Cosmo

反激式开关电源设计方法

反激式开关电源设计方法1.工作原理反激式开关电源是一种将线性变压器替换为变压器型电感器的开关电源。

它的工作原理是通过开关管周期性的打开和关闭，将直流电源的电能经过变压器转化为需要的输出电压。

当开关管打开时，电流从电源流入变压器进行储能；当开关管关闭时，储存在变压器中的电能会通过二次侧电容器得以释放，并输出到负载上。

2.主要组成部分(1)输入滤波电路：用来消除电源输入端的干扰信号，保证稳定的输入电压。

(2)整流电路：将交流输入电压转化为直流电压，常采用整流桥整流。

(3)激励电路：用来控制开关管的导通和关闭，以实现变压器的能量转移。

(4)变压器：用来完成电能的变换和隔离，将输入端的电能转换为所需的输出电能。

(5)输出电路：包括输出电容和输出滤波电路，用来滤除开关产生的高频脉冲，以得到稳定的输出电压。

3.设计要点在进行反激式开关电源设计时(1)确定输出电压和电流需求：根据实际应用需求，确定所需的输出电压和电流，并根据负载特性选择合适的功率等级。

(2)选择合适的开关管和变压器：根据负载需求和电路参数，选择合适的开关管和变压器，以保证输出电压和效率的要求。

(3)控制开关频率和占空比：根据负载要求和电路特性，选择合适的开关频率和占空比，以保证输出电压的稳定性和整体效果。

(4)进行热设计和保护措施：由于开关管会产生较高的温度，需要进行合理的热设计，同时添加保护电路，如过流保护、过温保护等，以保证电路的安全性和可靠性。

(5)进行EMC设计和测试：由于开关电源会产生较大的电磁干扰，需要进行EMC设计和测试，以满足相关的国际标准要求。

总结：反激式开关电源是一种常用的电源设计方案，其设计方法包括确定输出需求、选择合适的器件、控制开关频率和占空比、进行热设计和保护措施，以及进行EMC设计和测试。

通过合理的设计和选择，可以实现高效率、小型化的电源方案，满足各种电子设备的需求。

反激式开关电源设计与测试步骤(精)

初次设计反激电源式电源步骤准备在初次设计电源之前，应确保电源所采用的印刷电路板符合Power Integrations器件数据手册中指定的布局指南。

如果在实验用面包板或原始样板上搭建设计的电路，会引入很多寄生元件，这样会影响电源的正常工作。

而且，许多实验用面包板都无法承载开关电源所产生的电流水平，并可能因而受损。

此外，在这些电路板上非常难以控制爬电距离和电气间隙。

所需设备在本课程中，您将用到以下设备：1.一个隔离式交流电源供应器或一个自耦变压器2.一个瓦特表3.至少四个数字万用表，其中两个具有高精度电流量程4.一个带有高压探针的示波器5.一个电流探针6. 还有您的实际负载第1章：术语本课中将频繁使用的两个术语是“稳压”和“自动重启动”。

当电源处于稳压状态时，控制器持续接收反馈，所有输出电压均保持稳定不变，并处于指定的容差限值内。

自动重启动是Power Integrations器件中内置的一种保护模式。

处于稳压状态的输出自动重启动在工作期间，如果所消耗的功率大于电源所能提供的功率限值，或者在启动后，电源的输出电压在指定的时间内不能达到稳压，Power Integrations器件将进入自动重启动保护模式。

这种设计通过限制电源在故障情况下提供的平均功率，可防止元件受损。

有关特定的自动重启动导通时间，请参见相关的Power Integrations器件数据手册。

在测试期间，如果发现电源性能与本课程中所描述的情况不符，或者表现出任何异常特征，请停止测试程序，并参照其他PI大学故障诊断课程中的内容排查问题，或者联系当地PI代表解决问题。

第2章：设计信息现在就可以开始测试了。

下面，我们将以使用TinySwitch -PK器件的RD-1151参考设计电路板为例进行讲解。

该电源用于DVD播放器，可提供7.5 W的连续输出功率，峰值功率为13 W。

连续输出功率分为四路输出，它们包括：3.3 V，500 mA5 V，500 mA正12 V，250 mA负12 V，30 mA第3章：目测设计之前，应先目测检查电路板，确保所有极性组件都已正确插装。

开关电源设计笔记-几分钟搞定一款LED电源设计

开关电源设计笔记:几分钟搞定一款LED电源设计
PI Expert 是PI 公司推出的一款用于单片开关电源的计算机辅助设计软件，也称为PI Expert 专家系统，目前的版本是9.0。

它能根据设计人员的要求，在输入了一系列技术指标以后，自动生成电路拓扑、设计结果、材料清单、PCB
布局、变压器参数和结构等。

在1-5 分钟内，就可以完成一款单片开关电源的
设计工作。

目前支持的单片IC 有以下六大类：
TOPSwitch-GX PeakSwitch TinySwitch-II TinySwitch-III DPA-Switch LinkSwitch-II
PI Expert Suite 9.0 : 新版软件现在增加了对其LinkSwitch-PL 和LinkSwitch- PH LED 驱动器IC 以及近期推出的TinySwitch-4 离线式开关IC 产品系列的设计支持。

V9.0 还附带一款增强的电路原理图处理工具，借助这个工具，设计师
可将自动生成的电路原理布局图所创建的最终BOM 上传至选定、可满足设计
需求的领先分销商。

这款软件是完全免费的，下载地址：
powerint/zh-hans/design-support/pi-expert-design-software
软件下载后，工具-首选项-语言改为简体中文即可，可以进行汉化出了，下
载前要先注册，但注册很方便，几分钟就搞定。

下面是我设计一款功率为20W 的输出LED 驱动电源设计过程：
第一步：选择电路形式（反激）选择芯片，选择LinkSwitch-PL，看下图:
第二步：先择输出电源类型，这里选AC195-265V。

基于PI公司TinySwitch-Ⅲ系列单片机的反激式开关电源高频变压器设计

基于PI公司TinySwitch-Ⅲ系列单片机的反激式开关电源高频变压器设计发布时间：2021-04-28T10:16:10.383Z 来源：《基层建设》2020年第34期作者：欧春华1 温得贤2 林永河3 [导读] 摘要：开关电源被誉为高效、节能型电源，它代表着稳压电源的发展方向。

广东TCL智能暖通设备有限公司广东中山 528400 摘要：开关电源被誉为高效、节能型电源，它代表着稳压电源的发展方向。

目前，单片开关电源集成电路以其高集成度、高性价比、最简单外围电路、最佳性能指标的显著优点、被广泛应用，已成为设计中、小功率开关电源的优选产品。

其中高频变压器是开关电源的重要部件，它起到传输能量、电压变换和电气隔离的作用。

高频变压器的设计是制作开关电源的一项关键技术。

本文介绍了空调中常用反激式开关电源电路高频变压器设计方法，一般开关电源电路设计者在使用PI的TinySwitch-Ⅲ系列单片机及不同的开关电源电路方案时可以此为参考，更快、更好地完成特定功能的硬件设计。

希望介绍能对控制板关于开关电源的硬件设计可靠性的提升有所帮助。

关键词：TinySwitch-Ⅲ系列单片机；反激式开关电源；开关电源；高频变压器引言目前在空调等家电产品中，开关电源芯片TinySwitch-Ⅲ系列单片机还是应用非常广泛，但是伴随技术的进步，新的开关电源芯片不断涌现，目前已开始使用三垦的STR-L472等开关电源芯片，但其中的设计原理与TinySwitch-Ⅲ系列单片机也有很多相通的地方。

本文主要基于TinySwitch-Ⅲ系列单片机，通过输入电压、工作模式、磁芯选型、初级次级绕组匝数计算、等几个方面进行反激式开关电源高频变压器设计说明；一、按负载需求给出已知参数假设要设计一个20W反激式通用开关电源模块的高频变压器。

已知，输入电压Uin：85V~265V、输出电压Uout=12V、输出的功率Pout=20W、效率η=80%、开关频率fs=132KHz，原理图如下：二、根据输入电压，计算出最大占空比Dmax Dmax=UOR/（UOR+UImin-UDS（ON））*100% UOR为二次侧感应电压，UImin为最小输入直流电压，UDS（ON）为开关管导通时压降。

开关电源设计软件PIExpert学习笔记(含参数选取,设计原理图)

开关电源设计软件PI Expert 学习笔记（含参数选取，设计原理图）社区搞活动，也借机会学习一下电源的设计工具PI Expert，先下了软件,默认是英文版的，不过汉化很容易，在菜单设置里改成中文菜单就行了，很方便。

下面的图都是汉化这后的结果。

上图是新建设计后出现的第一个窗口，从内容看是专为PI产品而开发的,包含所有PI产品的系列和产品选单，点选相应的产品就可能进行设计了，可能由于后面的设计文件里有PCB 布局的内容，所以在这里有封闭形式和外壳形式的选择。

根据实际应用选完后点下一个按钮这个汉化的就有点那个了。

建议改进一下。

PI Expert这款软件的分类很详细，可根据实际情况选择输入电源。

如果不是通用可点用户自定义设计输入电压范围。

此图是对输出电源的设置,点添加可把电源设计成单路或多路输出，三个参数选两个，第三项自动计算得出。

这里设计一个DC5V3A的电源输出,容差是默认的，如果不满意自己调整，这个功能在其他的设计工具里不大多见。

觉得软件设计的还是蛮精细的。

关于起始项的选择,好象不是很重要，只是在设计完成时最先显示的内容。

这个图没有动,都是默认的值。

说明的文字不详细不大好理解,应该是变压器的一些设置根据选择的参数对方案进行筛选，给出下图中推荐方案的数量和内容。

会给出多个方案代参考，选择一个需要的,通常第一个是较优的选择，点打开,软件开始进行设计，结束后会给出设计文件。

另外汉化的不太彻底，表头都是英文。

最后给出的电路原理图，应该说电路原理是很规范的,和实际的设计方案相差不大，此前曾对以前一款电源进行了对比，与最终设计相差不大，元器件取值也较准确.精密电阻和普通电阻的选择都有区分。

变压器电特性及绕制结构都有详细说明，这个在其他软件里不大多见。

很强大。

最后的设计方案文件，bom，PCB参考设计。

原理图,及变压器的设计文件，PCB布板下方有不少说明，可以减少调整布板时出现的麻烦，因为电源的尺寸是需要根据实际应用情况进行改变的,这个很有用。

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————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：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 (5)■步骤1_确定应用需求 (5)■步骤2_根据应用需求选择反馈电路和偏置电压VB (6)■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 (8)3.1、选择输入存储电容CIN的容量 (8)3.2、确定最小和最大直流输入电压VMIN和VMAX (11)■步骤4_输入整流桥的选择 (11)■步骤5_确定发射的输出电压VOR以及钳位稳压管电压VCLO (13)■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 (16)■步骤7_根据VMIN和VOR确定DMAX (18)■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 (18)■步骤9_基于AC输入电压，VO、PO以及效率选定MOS管芯片 (20)■步骤10_设定外部限流点降低的ILIMIT降低因数KI (20)■步骤11_通过IP和ILIMIT的比较验证MOS芯片选择的正确性 (20)■步骤12_计算功率开关管热阻选择散热片验证MOS芯片选择的正确性 (20)■步骤13_计算初级电感量LP (21)■步骤14_选择磁芯和骨架，再从磁芯和骨架的数据手册中得到，，和BW的参考值 (22)■步骤15_设定初级绕组的层数L以及次级绕组圈数（可能需要经过迭代的过程） (29)■步骤16_计算次级绕组圈数以及偏置绕组圈数 (29)■步骤17_确定初级绕组线径参数OD、DIA、AWG (29)■步骤18_步骤23-检查。

如果有必要可以通过改变L、或磁芯/骨架的方法对其进行迭代，知道满足规定的范围 (30)■步骤24 –确认4200高斯。

5 LED反激式恒流开关电源设计(10)

LED反激式(Flyback)恒流开关电源设计
内容提要
3 1 概述
3 整流滤波电路及输入电容选择 2 3 高频变压器设计与实例 3 3 高频变压器计算软件 4 3 5 3 6 3 7 3 8 恒流反馈电路设计 PFC 变换器设计安规元件：NTC电阻压敏电阻 EMI元件安森美 NCL30051带PFC 半桥谐振离线式LED恒流源
法1实例：反激变压器EXCEL 自动计算表
PIExpertSuiteSetup8.5 ：软件
反激变压器设计法2：基于电流纹波系数设计（如《精通开关电源》）
反激变压器的电流变换关系
反激变压器一次边和二次边的电流不同时出现。根据能量守恒，变压器的电流变换关系成立，即 n=IS/IP(=NP/NS)
基于电流纹波系数设计步骤及实例
步骤6：据截止变比n = VOR/Vo，算副边匝数
步骤7：占空比校正及磁饱和验证
步骤8：计算线径
法2实例
课后作业：自学教材 P96例题
高频变压器材料
磁芯形状特点适用情况
EE,ER,EC 常规铁心,低廉,窗口面积大功率、辅助电源，功率密 ,ETD 大,大功率时易作安规. 度较低的场合 EFD PQ,RM 平面化的EE类铁心应用情况同上，且要求Low Profile，表贴或沉降式结构
（3）恒流反馈电路设计实例(演示)
过压保护： R47= 0-3K，故过载电压VO=2.5V*(R47+R48+R49)/R49=27.5-37.5V。
PF及其原理
功率因数 PF（Power Factor）：定义为有功功率P与视在功率S 之比， PF = P/S。当电源输入正弦电压与正弦电流的相位差为ϕ 时， PF= cos ϕ。 PF越大，电力利用率越高，因此 PF越接近1 越好。无PFC电路开关电源的PF<0.6：整流电路后面有一个大滤波电解电容（容性负载），使输出电压平滑，但使整流器的输入电流严重畸变而变为尖脉冲，产生许多奇次谐波，对电网污染。

揭秘利用PI Expert v9.0进行开关电源设计全过程(2)

揭秘利用PI Expert v9.0 进行开关电源设计全过程(2)
今天接着跟大家说说系列2，主要围绕材料清单、变压器构造和大家分享一下。

鼠标双击原理图中的元件，可以打开元件参数设置窗口，可以的该元件参数进行修正。

同时，在PI Expert v9.0 软件窗口左侧为设计管理器窗口，可以对整个设计进行查看及修改，方便使用。

小结：PI Expert v9.0 软件使用起来非常方便快捷，是电源设计者的非常好的帮手，通过简单的参数设置就能给出很多优化的解决方案，加速了产品的开发周期，同时强大的原理图编辑器，支持设计者在现有方案基础上进行调整、修正，同时生成的BOM 清单，可以直接上传到网络，并获知供应商的库存情况，。

基于PI调节的反激式智能充电器研制

本文根据蓄电池的充电特性，将充电过程化分为五个阶段，采用离线式反激变换器为主电路的拓扑结构，ＰＩ调节器为反馈环节，和恒定或恒流控制方式，并以低廉专用电源控制芯片－ＨＴ４６Ｒ４７为主控制器为主控制器，实时监控蓄电池的电压和切换充电状态和实时保护。
图１—１系统框图Ｒ５对电容ＥＣ２充电，电容电压逐渐升高，当升高至１６Ｖ，ＵＣ３８４４开始工作，驱动Ｍ０ＳＦＥＴ（７Ｎ６０Ｃ）开关动作。当开关管导通时，由于变压器输入电感的作用，电流逐渐增大，此时输出级感应出电动势反向，整流二级管反向截至，即无能量传递作用，而存储在变压器Ｔｌ中；当电感电流增加到一定值时，通过电流采样电阻Ｒ２１，经ＵＣ３８４４内部的电流取样比较器比较，而将开关管关断，此时输出级感应电动势正向，整流二级管正向导通，存储在变压器的能量传递到输出级负载，再通过输出级电容滤波，得到稳定的电压或电流。１．２ＰＩ调节反馈电路设计
０引言
当前随着石油、煤等不可再生能源曰益弹尽，人类对环境和能源问题越加关注，大家都提倡低碳生活；电动自行车价格低，绿色无污染，逐渐成为人们短途的代步工具。蓄电池是电动车动力的直接来源，其性能寿命直接影响了电动车的使用。据有关专家研究，现在市场上损坏的蓄电池有８０％是被劣质的充电器充坏的，所以加强对充电技术的研究，提高充电效率、稳定性及延长蓄电池寿命具有十分重要的经济意义．

一步一步精通单端反激式开关电源设计

【我是工程师】一步一步精通单端反激式开关电源设计从事电源产品设计的历程，感触颇深，借着这篇文章主要想总结一下这些年来自己在单端反激式开关电源设计方面的一些经验和技巧，期间走了太多的弯路，也吸取了很多的教训，当然也仍然有很多的不解，由于主题涉及的知识面比较广，内容篇幅也比较多，先来个框架，我们大家一起来一步一步学习反激式开关电源的设计，欢迎大家猛烈拍砖，如有纰漏还请大神们指正~★★★★★★★★一步一步精通单端反激式开关电源设计计算工具V1.8 （持续优化中）★★★★★★★★（391楼)■步骤1_确定应用需求（2楼）_实例（139楼）■步骤2_根据应用需求选择反馈电路和偏置电压（5楼）_实例（140楼）■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（6楼）3.1、选择输入存储电容CIN的容量3.2、确定最小和最大直流输入电压VMIN和VMAX._实例（141楼）■步骤4_输入整流桥的选择（8楼）_实例（145楼）■步骤5_确定反射的输出电压VOR以及钳位稳压管电压VCLO（9楼）_实例（150楼）■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（15楼）_实例（151楼）■步骤7_根据VMIN和VOR确定DMAX（16楼）_实例（152楼）■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（17楼）_实例（153楼）■步骤9_基于AC输入电压，VO、PO以及效率选定MOS管芯片（18楼）_实例（154楼）■步骤10_设定外部限流点降低的ILIMIT降低因数KI（19楼）_实例（155楼）■步骤11_通过IP和ILIMIT的比较验证MOS芯片选择的正确性（20楼）_实例（156楼）■步骤12_计算功率开关管热阻选择散热片验证MOS芯片选择的正确性（21楼）_实例（157楼）■步骤13_计算初级电感量LP（22楼）_实例（158楼）■步骤14_选择磁芯和骨架，再从磁芯和骨架的数据手册中得到Ae，le，AL，和BW的参考值（28楼）_实例（159楼）■步骤15_根据初级电感量大小以及磁芯参数计算初级绕组圈数NP（31楼）_实例（162楼）■步骤16_计算次级绕组圈数NS以及偏置绕组圈数NB（32楼）_实例（163楼）■步骤17_确定初级绕组线径参数OD、DIA、AWG（33楼）_实例（166楼）■步骤18_步骤23-检查BM、CMA以及Lg。

1.PIExpert电源设计软件的安装和使用常见问题

PI Expert电源设计软件的安装和使用常见问题下面的问题解答将有助于您了解PI Expert电源设计软件的安装和使用。

I. 概述PI Expert Suite v9.0有什么最新特性？PI Expert 9.0版工具套件增加了不少新特性和新功能。

PI ExpertPI Expert完全支持LinkSwitch-PL及LinkSwitch-PH产品系列对LED驱动器产品系列提供设计支持，包括可控硅调光功能PI Expert全面支持TinySwitch-4产品系列新增一项全新功能，可将BOM导出到在线web应用程序，以便主要分销商确认其零件供货的情况PI XlsPI Xls Designer现在支持使用LYTSwitch系列器件进行反激式和降压式拓扑的设计II.设置和安装如何将低版本升级至PI Expert v9.0？安装程序将检测到低版本的PI Expert并询问您是否要删除低版本。

您必须选择"是"才能卸载所有低版本PI Expert，然后安装PI Expert v9.0。

注- PI Expert v9.0也提供64位版本。

要想安装64位版PIExpert Suite v9.0，您的处理器需要能够运行64位Windows 操作系统。

当您的计算机上安装了大容量随机存取内存(RAM)（通常为4 GB RAM或更大）时，使用64位操作系统的优势才最为明显。

在电脑上安装PI Expert v9.0后如何进行升级？确保您的电脑连接到Internet。

请使用软件“帮助”下的自动更新功能- PI Expert、PI Xls和PI Viewer菜单中的“检查最新更新”。

我无法在系统上正确安装PI Expert，我该怎么办？检查您的系统是否满足最低要求：Windows XP/ Vista/7，要求250 MB最小可用空间和1 GB系统内存。

您还需要拥有在系统上安装软件的管理员权限。

有关详情，请咨询您的系统管理员。

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。

初识PI Expert的开关电源设计

初识PI Expert 的开关电源设计
选择New 后将弹出设计向导，在Family 下拉框中列出PI 常用的AC-DC
开关电源种类，Package 为芯片的封装，Enclosure 表示开关电源是否可以自由通风，其中Open Frame 是敞开式的可以自由通风，Adaper 为密封式的不能自由通风。

点击next 后弹出规格输入，AC default 单选框中选择交流电的输入范围，默认是85 到265v 宽交流输入。

next 后弹出规格输出，也就开关电源的直流输出电压，点击Add 添加输出的
电压和电流大小以及是否需要二阶滤波器，在这里
我们添加两组输出，分别是12v 和5v，电流都是1A。

随后next 再finish 就
会弹出设计结果了。

弹出解决方案过滤器，Number of best solutions：6 表示最好的6 个解决方案，Use Shield Winding：在变压器设计使用屏蔽绕组，
NS Main Range：主输出绕组的总圈数范围，Core range：磁芯类型选择。

点击OK 后弹出弹出自动设计后的最佳6 个方案。

我们这里选择第一个。

tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。

仅供参阅！。

反激式开关电源变压器设计步骤及公式

反激式开关电源变压器设计步骤及公式(4种计算方法比较)1.确定已知参数: （主要PWM方式）确定已知参数:（主要RCC方式）来自现代高频开关电源实用技术1,确定系统规格输出功率:输入功率: P୧=୔౥஗输入平均电流: Iୟ୴୥ൌ୔౟୚౟౤ሺౣ౟౤ሻ同左边占空比D୫ୟ୶=୲౥౤୘=0.5 f୫୧୬:25KHz输入直流电压Vୈେ=√2Vୟୡ在了解输出功率后确定所需磁芯A p=A e*A w（cm4）Ae:磁芯中心柱横截面积(cm2)；A w:磁芯窗口面积(cm2)最小AC输入电压:V ACMIN,单位:V最大AC输入电压:V ACMAX,单位:V输入电压频率:f L,50Hz or 60Hz输出电压:V O,最大负载电流:I O输出功率:P O,单位:WIo:Po=Vo*Ioη:0.85P୧ൌP୭η2.峰值电流1T=10000G s输入峰值电流:I୔୏ൌ୏כ୔౥୚౟౤ሺౣ౟౤ሻ对于BUCK(降压),推挽,全桥电路K=1.4对于半桥和正激K=2.8对于Boost,BUCK-Boost和反激K=5.5 I୮ൌ2כP୭כTηכV୧୬ሺ୫୧୬ሻכt୭୬A e*A w>୔౥כଵ଴లଶכ஗כ୤౩כ୆ౣכஔכ୏ౣכ୏ౙ(cmସ) ；Ae是磁芯截面积（cm2）,Aw是磁芯窗口面积（cm2）；f的单位为Hz，Bm的单位为Gs，取(1500)不大于3000Gs，δ导线电流密度取:2～3A/mmଶ ，K୫窗口填充系数取0.2～0.4，Ｋc磁芯填充系数，对于铁氧体该值取1I୅୚ୋൌP୧V୧୬୫୧୬I୔୏ൌIୟ୴୥D୫ୟ୶כ2T୭୬ൌଵ୤D୫ୟ୶(uint:µs)1S=106µsL୔ൌ୚౟౤ౣ౟౤כ୘౥౤୍ౌే(µH)3.计算初级电感因所以t୭୬ൌDכTൌଵଶכ୤若f取25KHz,则t୭୬为20μS选磁芯也可用公式Fosc<50KHz S=1.15*√Po(cmଶሻFosc<60KHz S=0.09*√Po(cmଶሻFosc>=60KHz S=0.075*√Po(cmଶሻNPൌ୐ౌכ୍ౌే୼୆כ୅౛כ10଺L P:mH; ΔB:260mT;A e:mm2NsൌሺV୭൅Vୈሻכሺ1െD୫ୟ୶ሻכN୔V୧୬୫୧୬כD୫ୟ୶NaൌሺVୟ൅Vୟୈሻכሺ1െD୫ୟ୶ሻכN୔V୧୬୫୧୬כD୫ୟ୶L ୔=୚౟౤ሺౣ౟౤ሻכୈ୍ౌేכ୤౥౩ౙ其中L 单位:H f:Hz 电压:V, 电流:A匝比：n=୚౥୚౟౤ሺౣ౟౤ሻ=୒౩୒౦4. 计算初级匝数初级电感:L ୮ൌ୚౟౤ሺౣ౟౤ሻכ୲౥౤୍౦检验磁芯正规名牌磁性材料的Bm 不得大于3000Gs ，国产杂牌不大于2500Gs 更保险A ୐值是在磁芯上绕1000匝测得(美国)则N ୔ൌ1000ට୐ౌ୅ై此式中L ୔单位为mH变压器次级圈数：Ns>୬כ୍౦כ୐౦ୗכ୆ౣ*10଻其中S 为磁芯截面积，Ｂ୫值为3000Gs若A ୐值是用100匝测得且单位是nH/N ଶ,则N ୔ൌ100ට୐ౌ୅ై此式中L ୔单位为mH,A ୐单位为mH/N ଶ,在计算时要将A ୐的值由nH 转换为mH 后再代入式中计算;例如:某A ୐值为1300 nH/N ଶ, L ୔值为2.3mH,则A ୐=1300nH/N ଶ=1.3 mH/N ଶ代入中计算得N ୔为133T 初级匝数为:Np=୒౩୬B(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(cm2 )B(max) 依铁心的材质及本身的温度来决定，以TDK Ferrite Core 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3000~3500Gauss 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5. 匝比n=୒౩୒ౌ=୚౥୚౟౤ሺౣ౟౤ሻ晶体管的基极电流I ୆=୍౦୦ూు6. 次级绕组匝数N ୱ=N ୔*n N ୱଵ=୒౦כሺ୚౥ା୚ౚሻכሺଵିୈౣ౗౮ሻ୚౟౤ሺౣ౟౤ሻכୈౣ౗౮多路输出时N ୱ୶=ሺ୚౥౮ା୚ౚ౮ሻכ୒౩భ୚౥భା୚ౚభ其中x 代表几路I ୆୰୫ୱൌI ୆√27. 原边供电绕组N ୟ=N ୱכ୚౗୚౥在多路输出时Vo 为主输出电压计算线径（包括初级次级）同左边8. 选择磁芯型号要满足,磁芯中心柱截面积S=0.09*√Po (cm ଶሻ或满足公式A୔=A ୣכA ୵ൌ୔౥כଵ଴లଶכ஗כ୤౩כ୆ౣכஔכ୏ౣכ୏ౙ(cm ସ ) ；Ae 是磁芯截面积（cm 2）,Aw 是磁芯窗口面积（cm 2）；f 的单位为Hz ，Bm 的单位为Gs ，取(1500)不大于3000Gs ，δ导线电流密度取:2～3A /mm ଶ ，K ୫窗口填充系数取0.2～0.4，Ｋc 磁芯填充系数，对于铁氧体该值取1做较大瓦数的 Power 。

基于PIExpert的反激式开关电源设计

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一
鳗廑一Ｊ
ｔ＝Ｑ — － × Ｎ（１３）其中，３ — ＝Ｕ一Ｉｍｉ＝，Ｑ为高通滤Ｑ为总的基波补偿容量，。为单调谐滤波器的基波补偿容量，Ｎ系统中单调谐滤波器的品质因数，一般情况下，Ｑ取值为波器的个数。０．７－１．４，从而ｍ的取值为０．５－２。３）对系统参数进行分析，确定滤波装５）根据所选参数代入系统进行校验，置。检验得到的各项指标是否符合要求。无源滤波装置的组成主要是指单调谐４算例设计滤波器的的次数和组数，以及是否要装设高由于ＰＰＦ接入电网中，谐振点两侧的阻通滤波器，如何选取其截止频率。单调谐滤抗变化率相差很大，针对这一情况，为了波器主要滤除系统中的主要特征谐波，例如使ＰＰＦ在电网本身或本身参数有一定制造误六相整流负荷可以设５次、７次、ｉ１次等单调差时，滤波效果不受影响，应将谐振频率谐滤波器。如要滤除更高次的谐波，可以设设置的比谐波源频率低，根据工程经验约组高通滤波器（如果主要目的是吸收ｌ３次低３％一５％以计算机的谐波治理与无功补偿为谐波，则截止频率可以选为１２＊５０ＨＺ）。例，根据某设备工作时的谐波进行测量，４）滤波器参数的确定。得到其主要含有３、５、７、９次谐波，其他单调谐滤波器：谐波含有较少，其中３次谐波含有量都达到有最小安装容量法得：了９０％，５次谐波含有量超过７０％，其他谐波含有率相对较少，功率因数ｃｏｓ：Ｏ．５８３２，＝ × ｕ＊（１４）有功功率Ｐ：１ＨＸ１４１．７２６Ｗ，谐波电压、谐波电进一步得出：流和谐波含有率的的波形图如图２－４。通过分析，滤波器的装置方案可以为三组单调谐滤波器和一组高通滤波器，三组单调谐滤波器分别调谐３、５、７次谐ｃＱ为品质因数，Ｄ：４＿ＬＳ／般３０＜Ｑ＜１００。波频率，截止频率分别为１４５．５、２３７．５、高通滤波器参数：３３２．５，高通滤波器的截止频率为４２７．５Ｈｚ，在高通滤波器Ｒ、Ｌ、Ｃ－个参数中，按为了滤波９次及以上的谐波。通过Ｍａｔｌａｂ编照滤波电容器的最小安装容量要求，可确程得到滤波器的参数如表１。定电容量为：图５、６是加入滤波器得到的图形。（１６）由图５、６的图形，可以看出，无源滤ｃ：波器的设计起到了很好的效果，３、３、７、进一步得到：９次谐波含有率明显降低，功率因数由原来．５８５３提高到了０．９２，通过检验，谐波Ｒ＝兰卫ＬｍＲＣ（１７）的０含有率：３次谐波由９１．８８％降到了２．３％，．４４％降到了１％同样７、９次谐波含有率也明显减低。总的谐波电流畸变率由ｌ２８％降到了３％，各次谐波畸变率和总的谐波畸变率均满足要求。５结论本文从谐波抑制方面进行了无源滤波器的优化设计，结果证明加入滤波器后减小了谐波源对系统的影响，另外还介绍了无源滤波器设计的步骤，并且通过算例说明了滤波器的设计可行性，但是这只是从滤波器自身的一个参数出发，并没有考虑到滤波器的成本、无功补偿以及外界参数对其性能的影响，所以滤波器的研究任务还很艰巨，需要我们共同的努力。