7.2V车载反激式开关电源的设计

片 LM2557 的主要参数确定：工作磁通密度为饱和磁通密度的
70%，即为 510*0.7＝351mT，占空比取 0.6，工作频率 52KHZ，
蓄电池工作电压为：10.5V～14.7V。
①原边绕组匝数
为保证电源能正常工作，并满足性能指标，即为当电池
电压最低（10.5V），负载最大时，仍能有稳定的，符合要求
（3）磁芯气隙的确定 本电源变换器为反激式变换器，因而磁芯中存在有直流 分量，为防此磁芯饱和损坏器件，需在磁路中加入一定大小 的气隙。气隙的计算：
原边电感平均电流： I sAV
=P Vin
= 15 10.5
= 1.43A
原边电感电流在导通时间内的变化量：
ΔI s
=
I sAV Ts t on
= 1.43×19.2 11.52
Vin 10.5V~13.7V
Ci 47uF
R* T
C*
D*
5
4
1 LM2577ADJ 2
Rc 2.7K
3
Cc 0.22uF
D
Vout 7.2V
1N5825
R1 2.7K
Cout 330uF
R2 560
图1
2 电路参数的选择
2.1 高频变压器的设计
（1）选择磁芯
LM2577 效率 80%，由此可以计算出变压功率为 15W 左右，
器件工作频率为 52KHZ，兼顾该电路工作场所的特点磁性元
件特性等因素综合考虑，选用 P40 EF25 磁芯，该磁芯基本参
数为：Al：2000Nh/N2；Le：57.8mm；Ae：51.8mm2；Bs：510Mt。
（2）变压器原、副边匝数
高频变压器的原边、副边匝数与开关电源的供电电压，
所选磁芯的磁特性，占空比 D 等因素相关联。根据磁芯及芯
1 主电路的构成
该电源设计用于汽车对讲机用电源，主要技术要求为： 输出电压 7.2V，功率 12W，电源全部工作范围覆盖电流连续和 不连续两种工作状态，且都要有较高的效率(产品手册给出该 芯片效率 80%)；同时也要求电源输入与输出完全电隔离，为 满足以上要求，主电路采用反激式变换器，电路如图 1 所示。
Key words: LM2577; fly-back converter circuit; car power
LM2577 是 National Semiconductor 公司生产的一种单 片集成开关电源模块，可设计成反激式和正激转换器的开关 稳压电源。应用在多种电子产品的电源电路中。它具有外接 元器件少、宽输入电压范围（3.5～40V）、输出开关电流大， 可达到 3A，内部有 52kHz 固定频率振荡器、电流反馈式工作 模式、有软启动、电流限制、欠压锁定及热关断较为完善的 保护功能。封装形式有 TO-220 及 TO-3P，输出电压有 DC12V、 DC15V 和 DC 可调(ADJ)三种类型。
输出电压是 R1 及 R2 确定，输出电压与 R1 及 R2 之间满 足由下式：VOUT = 1.23V (1 + R1 / R2 ) ，为方便选取电阻值， R2 取 560Ω，因输出VOUT 为 7.2V，则 R1 可选 2.7KΩ。
2.4 开关二极管的选择
开关二极管的选择主要考虑导通压降尽可能的小，反向 恢复时间短，满足负载电流及耐压要求，本设计选用肖特基 二极管，型号为：IN5825。
[3] 刘凤君.现代高频开关电源技术及应用[M].北京:电子工 业出版社,2008.
但手册要求小于 3KΩ，可取 2.7KΩ。 （2）输出电容：输出电容值要求同时满足以下二式：
Cout1
≥
0.19×
Rc × Lp × ΣILOAD(max) 15×VIN(min)
=
0.19×2.7×103 ×50.8×10−6 15×10.5
的输出。根据以上选定的参数可以得出如下数据：
Ts =
1 = 106 = 19.2μs f s 52 ×103
(Ts :工作周期)
ton = DTs = 0.6 ×19.2 = 11.52 μs ( ton :开通时间)
在反激式变换电路中加在高频变压器原边电压可以看为
一个方波电压，一个导通周期的伏秒值与原边匝数关系为：
总第 16 卷 177 期 2014 年 5 月
大众科技 Popular Science & Technology
Vol.16 No.5 May 2014
7.2V 车载反激式开关电源的设计
肖必超
（重庆水利电力职业技术学院，重庆 永川 402160）
【摘 要】文章主要介绍了单片开关电源模块 LM2577 的特点，以及由 LM2577 构成的 7.2V 车载反激式电源的设计。
3 结语
经过对该 7.2V 车用开关电源的设计，可以看出由 LM2577 单片集成开关电源模块组成的小功率反激式开关电源，电路 简单，所用元器件少，体积小，占用空间少，完全满足一般 车载电源的要求。在实际组装调试过程中应用注意补偿网络 参数的调整，以便使开关电源能可靠稳定的工作，同时为了 减少开关电源的电磁辐射，防止开关电源对车内其它电子设 备或线路的干扰，应用做好电源的屏蔽及电源输入虑波处理。
= 2.38A 。
原边电感量： Lp
=
Vin •ton ΔI s
= 10.5×11.52×10−6 2.38
= 50.8μH 。
气隙大小：
lδ
=
μ0
×
N
2 p
×
Ae
Lp
=
4π × 6.65 × 51.8 50.8 ×10−3
= 0.085mm 。
输出电容 Cout 取标称电容：330μF。
（3）补偿电容 Cc ：由下式计算：
2.2 输出电容 Cout ，补偿网 Rc、Cc 参数的确定
Rc 和 Cc 形成一个零极点补偿网络，使变换器能稳定地工 作。 Rc、Cc 的值主要取决于变换器的电压增益，负载电流， 电感 L 和输出电容 Cout 。依据 LM2577 技术手册，Cout 、Rc 和 Cc 可以下方法计算：
（1）补偿电阻：
Np
=
Vin mint0n ΔB ∗ Ae
式中： N p —原边匝数；
Vinmin —原边所加电压最小值；
【收稿日期】2014-04-10 【作者简介】肖必超（1964－），男，重庆江津人，重庆水利电力职业技术学院副教授。
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Ae —磁芯有效面积。
代入数据计算： N p
= Vin mint0n ΔB ∗ Ae
Rc
≤
750× ΣI LOAD(MAX) × (15 +VIN N (min) )2 VIN (min)
=
750×1.67× (15+10.5× 0.73)2 10.52
= 5.84KΩ
【参 考 文 献】
[1] 张占松,蔡宣三.开关电源的原理与设计[M].北京:电子工 业出版社,1998,7.
[2] 戴志平,乔恩明.开关电源工程调试技术[M].北京:中国电 力出版社,2009,8.
×1.67
=பைடு நூலகம்
276.3μF
C ou 2
≥
V IN (min) × R c × 487800
N 2 × (V IN (min) × (15 ) 2 × (15
+ ( 3 .74 × 10 5 × L p )) + V IN (min) × N )
= 10 .5 × 2 .7 × 0 .73 2 (10 .5 + ( 3 .74 × 10 5 × 50 .8 × 10 − 6 )) = 179 .2 μ F 487800 × 15 2 × (15 + 10 .5 × 0 .73 )
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7.2V车载反激式开关电源的设计
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)：
肖必超 重庆水利电力职业技术学院,重庆永川,402160
大众科技 DAZHONG KEJI 2014(5)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_dgkj201405019.aspx
= 10.5 ×11.52 0.351× 51.8
= 6.65 (匝)
②副边匝数
设整流二极管选用肖特基二极管，管压降为 0.5V，忽略
绕组压降，则副边绕组电压为:7.2+0.5=7.7V。
原边绕组每匝伏数： 10.5 = 1.58V /匝 。 6.65
副边绕组匝数：
N
s=
7.7 1.58
=
4.87匝 。
【关键词】LM2577；反激式变换电路；车载电源
【中图分类号】TM911
【文献标识码】A
【文章编号】1008-1151(2014)05-0054-02
7.2V car flyback switching power supply design
Abstract: This paper describes the chip switching power supply module LM2577 features, as well as 7.2V vehicle fly-back power supply design constituted by the LM2577.
Cc
≥
58.5×Cout×Vout×(Vout +(VIN(min)× Rc2 ×VIN(min)×N
N))
=
58.5×330×10−6 ×7.2×(7.2+(10.5×0.73)) (2.7x103)2 ×10.5×N
=
0.21μF
补偿电容 Cc 可选取 0.22μF。
2.3 输出电压调节电阻的选择