基于SG3525的DCDC开关电源设计

基于SG3525的DC/DC开关电源设计The Design of DC/DC Switching Power
Supply Based on SG3525
毕业设计任务书
毕业设计开题报告
摘要
本文主要目的是设计一款基于SG3525的推挽式DC/DC开关电源，首先可以将DC10~35V，转变成DC360V，额定功率达到500W。

可应用在低压转高压的设备中，特别是适用于低压输入的车载逆变电源的前级升压等。

通过对比研究，设计了基于SG3525的推挽式DC/DC开关电源的主拓扑结构，将前级的低压直流电通过变压器耦合升压，输出经过桥式整流和LC滤波，得到360V 直流高压。

MOSFET漏源极采用RC吸收电路，对变压器漏感产生的尖峰电压进行吸收。

电压的反馈采用TL431和PC817结合的隔离采样方式，实现了前后级的电气隔离。

电压反馈信号送入SG3525的比较端，与SG3525的内部三角波进行比较，可以得到占空比变化的PWM波形，实现对输出电压的闭环控制。

通过对主电路工作原理分析和参数计算，完成了硬件电路的设计，最后通过电力电子仿真软件SABER对电路进行仿真验证，可以在输入电压全范围内实现稳压输出360V，输出功率达到额定要求，电路性能稳定，响应速度快。

关键词：SG3525推挽DC/DC开关电源SABER仿真
Abstract
The main purpose of this paper is based on a push-pull DC/DC SG3525 switching power supply, can be transformed into DC10~35V, DC360V, rated power reaches 500W. Can be used in high pressure and low pressure rotor device, especially suitable for low voltage inverter power input before voltage etc..
Through the comparative study, design the main topology of push-pull DC/DC switching power supply based on SG3525, the low voltage DC power stage through transformer step-up, output filtered bridge rectifier and LC, 360V DC high voltage. MOSFET drain source using RC snubber circuit, peak voltage of transformer leakage generated by absorption. Isolation by TL431 and PC817 combined with the feedback sampling voltage, electrical isolation between the before and after class. Comparison of terminal voltage feedback signal is sent to SG3525, compared with the internal triangular wave SG3525, can get the PWM duty cycle waveform changes, to achieve closed-loop control of output voltage.
Through the work of the main circuit principle analysis and parameter calculation, completed the hardware circuit design, the power electronic simulation software SABER to verify the circuit, the input voltage can achieve the full range output voltage 360V, output power reaches the rated circuit requirements, stable performance, fast response speed.
Key words：SG3525 push-pull DC/DC SABER simulation
目录
第1章绪论 (1)
1.1课题研究的目的意义 (1)
1.2国内外研究现状 (1)
1.3论文研究内容 (2)
第2章课题设计要求及方案 (3)
2.1设计要求 (3)
2.2设计方案 (3)
第3章系统主要元器件介绍 (5)
3.1SG3525芯片介绍 (5)
3.1.1 引脚功能说明 (6)
3.1.2 SG3525的工作原理 (7)
3.2 TL431工作原理介绍 (9)
3.3PC817性能介绍 (11)
3.4高频变压器 (12)
第4章硬件电路设计 (14)
4.1 推挽电路原理及设计 (14)
4.2 SG3525控制电路设计 (17)
4.3 TL431和PC817反馈电路设计 (18)
4.4 高频变压器设计 (19)
第5章saber仿真验证 (22)
5.1 仿真软件介绍 (22)
5.2 系统仿真电路图 (23)
5.3 仿真结果 (23)
第6章结论 (27)
参考文献 (28)
致谢 (29)
附录 (30)
附录A外文资料 (30)
附录B电路原理图 (47)
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第1章绪论
1.1 课题研究的目的意义
随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展[1]。

开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和开关器件（MOSFET、BJT等）构成。

开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。

线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源。

随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广泛的发展空间[2]。

开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了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、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义[3]。

1.2 国内外研究现状
自20世纪50年代，美国宇航局以小型化重量轻为目标而为搭载火箭开发首个开关电源以来，在半个多世纪的发展中，开关电源逐步取代了传统技术制造的相控稳压电源，并广泛应用于电子整机设备中。

随着集成电路的发展，开关电源逐渐向集成化方向发展，趋于小型化和模块化。

近20年来，集成开关电源沿两个方向发展。

第一个方向是对开关电源的控制电路实现集成化[4]。

1977年国外首先研制成脉宽调制(PWM)控制器集成电路，美国Motorola公司、Silicon General公司、Unitrode公司等相继推出一系列PWM芯片。

近些年来，国外研制出开关频率达1MHz的高速PWM、PFM芯片。

第二个方向是实现中、小功率开关电源单片集成化。

1994年，美国电源集成公司(Power Integrations)在世界上率先研制成功三端隔离式PWM型单片开关电源，其属于AC/DC电源变换器。

之后相继推出TOPSwitch、TOPSwitch-II、
1
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TOPSwitch-Fx、TOPSwitch-GX、PeakSwitch、LinkSwitch等系列产品。

意-法半导体公司最近也开发出VIPer100、VIPer100A、VIPer100B等中、小功率单片电源系列产品，并得到广泛应用。

目前，单片开关电源已形成了几十个系列、数百种产品。

单片开关电源自问世以来便显示出强大的生命力，其作为一项颇具发展前景和影响力的新产品，引起了国内外电源界的普遍关注。

[5]单片开关电源具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标等特点，现己成为开发中小功率开关电源、精密开关电源及开关电源模块的优选集成电路。

与国外开关电源技术相比，国内从1977年才开始进入初步发展期，起步较晚、技术相对落后。

目前国内DC/DC模块电源市场主要被国外品牌所占据，它们覆盖了大功率模块电源的大部分以及中小功率模块电源一半的市场。

但是，随着国内技术的进步和生产规模的扩大，进口中小功率模块电源正在快速被国产DC/DC产品所代替。

开关电源的发展从来都是与半导体器件及磁性元件等的发展休戚相关的。

高频化的实现，需要相应的高速半导体器件和性能优良的高频电磁元件。

发展功率MOSFET、IGBT等新型高速器件，开发高频用的低损磁性材料，改进磁元件的结构及设计方法，提高滤波电容的介电常数及降低其等效串联电阻等，对于开关电源小型化始终产生着巨大的推动作用[6]。

1.3 论文研究内容
本文旨在研究和设计一款基于SG3525的推挽式DC/DC开关电源，可以用于低压到高压的转换，特别是适用于低压输入的逆变电源的前级，比如车载逆变器和家用逆变器的前级升压。

主要研究内容包括：
(1)提出设计参数要求，并设计系统的硬件电路方案和软件仿真验证方案。

(2)对系统中用到的主要原件进行说明和原理介绍。

包括SG3525的电气参数介绍以及工作原理和结构特性；TL431构成反馈电路的工作原理介绍；PC817的主要性能介绍；高频变压器的工作原理。

(3)对系统的硬件电路进行分模块设计。

包括推挽主电路的设计和推挽电路工作原理分析；SG3525控制电路的设计，以及SG3525的工作频率和死区时间的选定；TL431和PC817构成的反馈电路的参数设计；高频变压器的设计和制作。

(4)选择SABER仿真软件对系统进行建模仿真。

并且对仿真得到的波形进行分析，判断电路设计的正确性和性能。

(5)对本设计进行总结，给出改进意见。

2
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3 第2章 课题设计要求及方案
2.1 设计要求
设计一个基于SG3525可调占空比的推挽式DC/DC 开关电源，输入的电压为DC 10—35V ，输入额定电压为12V ，输出为360V ，额定功率为500W 。

电路以SG3525为控制芯片，使电源工作性能稳定，电源效率高。

给出系统的电路设计方法以及主要单元电路的参数计算，选择符合设计要求的元器件，最后用saber 进行仿真。

2.2 设计方案
设计方案主要包括硬件设计和仿真分析两部分。

其中硬件系统主要由SG3525控制电路、推挽电路、TL431和PC817反馈电路几部分组成。

系统框图如图2-1所示。

图2-1 系统框图
直流电压输入范围是10~35V ，额定状态下为12V ，作为推挽电路的直流供电。

推挽电路将低压直流斩波成高频交流信号，再通过变压器耦合、升压，次级通过快速恢复二极管构成的整流桥整流，经过LC 滤波器滤波后得到高压直流，给负载供电。

TL431和PC817构成的反馈电路可以采集高压直流信号，并跟基准电压比较，通过补偿器的调节，再将反馈信号送入SG3525的比较端。

SG3525控制电路把反馈电路送入的反馈电压信号与内部的三角波进行比较，就可以得到占空比变化的PWM 波
DC
形，再将PWM波形送给推挽电路，来驱动开关管动作，最后使高压侧输出电压稳定在360V。

仿真分析作为电路设计前期的一种有效手段，可以帮助分析电路的可行性，减少后期设计中改版等问题，节省开发成本。

首先要对整个电路进行设计，前期工作就是查阅相关资料和芯片的数据手册，设计出有效的电路。

然后选择一款合适的，仿真效果好的软件，并将设计好的电路图，用仿真软件中的仿真模型替换并建立仿真原理图。

建立好仿真原理图后，还不能马上运行，必须对仿真原理图以及仿真软件的参数进行设置，包括仿真时间、仿真步长、仿真精度、收敛问题等进行合理设置，防止仿真过程中出现运算不收敛，导致仿真失败。

参数设置好后就可以运行仿真软件，并等到计算完成，得出各个器件和网络的电压、电流等信息。

选取需要分析的波形结果，分析电路的工作性能是否如设计的那样。

如果出现结果不正确，或者效果不好的现象，那么必须修改电路，重新设计部分电路图，经过反复的修改和仿真调试，最终获得性能优良的最终电路图[7]。

第3章系统主要元器件介绍
3.1 SG3525芯片介绍
随着电能变换技术的发展，功率MOSFET在开关变换器中开始广泛地使用，为此美国硅通用半导体公司研发并推出了SG3525芯片，以用于方便地驱动N沟道功率MOSFET。

SG3525是一款性能优良、功能齐全、使用广泛、并且通用性很强单片集成的PWM控制芯片，SG3525结构简单简单可靠并且使用起来方便灵活[8]。

安森美、意法半导体、飞思卡尔、凌力尔特、美国硅通用等多家半导体大公司都有生产销售，其功能完备，然而外围电路的设计却很简单，极大地方便了电子工程师的电路设计复杂度，不同的外围电路设计可以完成不同的电路功能。

芯片输出驱动为Pull-Push图腾柱推挽式结构，驱动能力强大，可以适应不同的开关管对驱动电流的要求；内部含有欠压锁定电路、软启动控制电路、PWM锁存器，可以在电源启动过程和保护状态下有效地保护芯片和电路主要器件的安全使用。

同时还具有过流保护功能，频率可调，并且可以通过控制延时电阻，完成死区时间的设计，由此控制了最大占空比，使电源工作更加安全可靠。

其性能特点如下：
(1)正常工作电压具有很宽的范围，可以工作在8～35V。

(2)内部集成高精度基准电压源5.1 V±1.0％。

(3)工作频率范围宽，可以达到100Hz～400 kHz。

(4)具有振荡器外部同步功能。

(5)死区时间可以通过延时电阻进行配置。

内部具有Pull-Push图腾柱推挽输出结构，具有大电流输出能力，可以驱动不同的晶体管和快速场效应管，输出或吸入电流最大值可达400mA。

(6)内部设置了工作电压欠压锁定电路。

如果工作电压低于8V，则欠压锁定电路工作，内部输出将锁定，芯片损耗将减小，工作电流将低于2 mA。

(7)内部集成了软启动电路，软启动引脚内部连接有一个恒流源，可以为外部连接的电容充电，可以通过外部配置不同的电容值，设置不同的软启动时间。

软启动过程占空比从0逐步增加到所设置的最大占空比。

(8)PWM调至电路在设计上采用了锁存器输出的方式，占空比的改变必须等到下一个时钟跳沿才能更新。

可以在电源供电噪声大，输入信号有波动和噪声时，仍然能够可靠输出[9]。

3.1.1 引脚功能说明
反相输入
同相输入
振荡器输出
电流限制检测+电流限制检测-
RT
CT
1
2
3
4
5
6
7
8
16
15
14
13
12
11
10
9
GND
Vref
Vs
B管E
B管C
A管C
A管E
闭锁控制
补偿
图3-1 SG3525引脚图
(1)Inv.input(引脚1)：这是集成在芯片内部的误差放大器的反向输入端。

在反馈电路的设计中，可以将反馈信号经过处理后送入这个引脚，可以构成一个负反馈闭环系统。

也可以将该引脚和引脚9直接连接，构成一个电压跟随器，用于开环控制中作为一个电压跟随。

(2)Noninv.input(引脚2)：这是集成在芯片内部的误差放大器的反向输入端，配合引脚1构成一个反馈系统。

可以接一个目标给定信号，通常情况下，该引脚会通过两个电阻将芯片内部的5.1V基准电压分压送入，作为一个给定信号，还可以通过一些外围电阻和电容构成一个反馈补偿网络。

(3)Sync(引脚3)：芯片提供的接入外部同步信号的引脚，在多机联机工作或者需要频率相位同步的情况下，可以将主机的频率信号送入从机的同步引脚，实现和外部主机的信号同步。

(4)OSC.Output(引脚4)：内部振荡器时钟输出引脚。

(5)CT(引脚5)：振荡器定时电容接入端。

(6)RT(引脚6)：振荡器定时电阻接入端。

(7)Discharge(引脚7)：内部振荡器放电端。

该引脚可以与引脚5之间连接一个电阻，这样就能控制定时电容上的放电斜率，放电斜率可以控制PWM信号的死区时间，所以可以通过计算，合理地接入一个电阻，实现死区时间的设置。

如果需要获得最大占空比调节范围，则将该引脚和引脚5短接。

(8)Soft-Start(引脚8)：用于控制软启动时间的引脚，外部接电容到地。

(9)Compensation(引脚9)：内部误差放大器的输出端，同时也是PWM比较器的
一个输入端。

该引脚可以和引脚1、引脚2构成不同的反馈调节器。

(10)Shutdown(引脚10)：芯片关断控制端，高电平有效。

可以在与外部的保护电路输出或者控制器的控制信号相连，当输入高电平时，芯片的PWM比较器将被锁定输出，保护功率器件。

(11)Output A(引脚11)：PWM信号输出端A。

引脚11和引脚14是两路互补输出端。

(12)Ground(引脚12)：信号地。

(13)Vc(引脚13)：输出级偏置电压接入端。

(14)Output B(引脚14)：输出端B。

引脚14和引脚11是两路互补输出端。

(15)Vcc(引脚15)：工作电压输入端。

(16)Vref(引脚16)：基准电源输出端。

该端可输出一温度稳定性极好的基准电压。

3.1.2 SG3525的工作原理
SG3525的内部结构图如图3-2所示。

图3-2 SG3525内部结构图
直流电源Vs通过工作电压输入端(引脚15)接入，一方面通过基准电压的稳压电
路得到稳定的基准电压源；另一方面需要提供给整个芯片的工作电源。

芯片工作频率跟外部接入的定时电阻、定时电容和放电电阻有关，频率的计算公式如下式(3-1)所示。

)
37.0(1Rd Rt Ct f += (3-1) 振荡器电路在CT 上会产生锯齿波形，这个锯齿波形被送到PWM 比较器的一个正向输入端，用于跟电压控制信号相比较，从而产生不同占空比的PWM 信号。

另一方面，这个锯齿波被送入时钟发生电路，产生跟锯齿波形同频率同相位的时钟波形。

这个时钟信号用于触发器的时钟信号，以及锁存器的时钟信号，同时还作为PWM 信号逻辑输出或非门的使能信号。

触发器的两路输出信号是反相的，和锁存器信号、时钟信号共同作用于或非门，或非门的一正一反两路输出信号分别驱动推挽输出的上下管，就可以使AB 两路PWM 输出相位相差180度[10]。

SG3525内部的精密基准源是从输入工作电压通过稳压器稳压得到，经过矫正处理得到精度可达1.0%。

通常情况都是用于作为误差放大器正向输入端的参考信号，一般会用两个精密电阻进行分压，也可以直接将基准电压引脚和误差放大器正向输入端相连，直接提供参考。

SG3525同步功能，在多机联机工作或者需要频率相位同步的情况下使用，可以将主机的频率信号送入从机的同步引脚，实现和外部主机的信号同步。

CT 引脚和Discharge 引脚之间的电阻可以控制定时电容上的放电斜率，放电斜率可以控制PWM 信号的死区时间，所以可以通过计算，合理地接入一个电阻，实现死区时间的设置。

如果需要获得最大占空比调节范围，则将该引脚和引脚5短接[11]。

SG3525的软启动功能利用的是恒流源对电容的充电，会使得电压线性增长，所以在软启动引脚(引脚8)上通常接一个若干μf 的软启动电容。

那么在芯片刚刚通电时，电容上的电压为0，SG3525内部的50uA 恒流源会通过引脚向外部连接的电容充电，电容上的电压会线性增加到Vref 。

这个电压信号送入PWM 比较器的另一个反向输出端，可以使PWM 信号从0逐渐增大，直到增加到最高占空比[12]。

误差放大器在正常使用中，通常正向输入端接参考电压，反向输入端接反馈的电压信号，那么当输出电压增大，反馈电压信号也会增大，误差放大器的输出减小，那么和锯齿波比较后产生的PWM 信号占空比有所下降，这样最后通过功率管的输出后，输出电压有所下降，能够保持输出电压的动态平衡，起到稳压输出的目的[13]。

Shutdown(引脚10)是外部控制芯片工作状态的引脚，内部是一个NPN 晶体管控制PWM 比较器的反向输出端口。

当Shutdown 引脚输入高电平时，内部晶体管就会导通，PWM 比较器连接软启动电容的反向输入口上的电压就会被拉低，使得PWM 输出信号关闭，软启动电容也被放电至0，等待下一次的重启软启动。

由于内部使用的是晶体管，为了防止SG3525误关闭，Shutdown 引脚不能悬空，必须要有可靠的高
低电平输入，所以在不需要控制SG3525的启动和停止时，应该将该引脚用电阻可靠接地[14]。

欠压锁定电路的输出控制了或非门的输出、锁存器的输出，以及软启动和关断引脚的输入，将几乎所有的内部模块都关闭，所以在欠压锁定状态下，芯片的工作电流很低[15]。

3.2 TL431工作原理介绍
TL431是一种应用十分广泛，应用电路成熟的三端稳压基准源基准电压可以任意设置，设置范围可以从2.5V~36V。

可以用于小功率稳压电源，也可以经过扩流后设计成较大功率的恒压、恒流电源。

某些时候还可以作为齐纳二极管使用。

内部可等效为一个运算放大器，可以在外围配置电阻电容，形成带有反馈补偿的闭环反馈电路。

特点：
(1)电压参考误差：±0.4％，典型值@25℃（TL431B）。

(2)低动态输出阻抗，典型0.22 。

(3)负载电流能力1.0mA to 100mA。

(4)等效全范围温度系数50 ppm/℃典型。

(5)温度补偿操作全额定工作温度范围。

(6)低输出噪声电压。

TO-92(TO-226)
LP SUFFIX
CASE 29
Pin 1.Reference
2.Anode
3.Cathode
图3-2 TL431封装引脚图
PDIP-8
P SUFFIX
CASE 626
Micro8
DM SUFFIX
CASE 846A
图3-3 TL431的8脚封装
根据TL431的内部结构，可以将其等效为如图3-4所示的电路。

图3-4 TL431等效原理图
等效原理图中，TL431被等效成一个运算放大器和一个NPN型晶体管，反并联一个二极管。

Vref引脚引入的电压信号和内部基准电压2.5V进行比较，当引入电压高于基准电压，输出为正，晶体管会被驱动，此时如果晶体管存在偏置电压，那么晶体管中的电流会增大；反之，当引入电压低于基准电压，输出为负，晶体管导通程度下降，晶体管中的电流下降。

如果将TL431构成反馈调节器后，那么引脚Vref引入
的电压信号会动态等于基准电压，这样就能使得输出电压等于我们希望达到的电压值。

3.3 PC817性能介绍
PC817光电耦合器广泛用在电脑终端机，可控硅系统设备，测量仪器，影印机，自动售票，家用电器，如风扇，加热器等电路之间的信号传输，使之前端与负载完全隔离，目的在于增加安全性，减小电路干扰，简化电路设计。

PC817的电气参数如表3-1所示。

表3-1 PC817电气特性表
Parameter 参数Symbol符号 Rating 数值Unit 单位
输入侧
Forward current 正向电流IF 50 mA Peak forward current 峰值正向电流IFM 1 A Reverse voltage 反向电压VR 6 V
Power dissipation 功耗P 70 mW
输出侧
Collector-emitter voltage 集电极发
射极电压
V CEO 35 V Emitter-collector voltage 发射极集
电极电压
V ECO 6 V Collector current 集电极电流IC 50 mA Collector power dissipation 集电极
功耗
PC 150 mW Total power dissipation 总功耗P tot 200 mW Isolation voltage 隔离电压V iso 5 000 Vrms Operating temperature 操作温度T opr -30 to + 100 ℃Storage temperature 存储温度T stg -55 to + 125 ℃Soldering temperature 焊接温度T sol 260 ℃
3.4 高频变压器
变压器是一种通过磁耦合而传递能量的器件，通常包括磁芯和绕组两部分。

常见的变压器是由多个绕组组成，能量输入端相连的绕组称为原边绕组，与负载相连的绕组称为副边绕组。

变压器通常用于交流电的变压、变流、变阻抗。

简单的变压器结构如图3-5所示。

U1
图3-5 变压器结构
其实两个相互靠近的螺旋线圈也可称为是变压器，但是由于空气的到此率太低，磁场的相互耦合很弱，几乎不能用于传递能量。

而各种材料的磁芯的作用就是为了加强绕组之间的磁耦合，使得能量能够有效传递。

变压器的工作机理其实很复杂，线圈之间的耦合存在自偶、互偶，线圈存在铜损，磁芯存在磁损，并且在磁场能量传递过程中还存在磁场泄漏，也就是漏磁现象，所以如果仔细讨论，变压器的设计过程将非常复杂。

所以有时候会简化变压器的参数，将一些不是特别重要的参数先略去，有时候甚至要用理想变压器去替代。

这里我们就用理想变压器阐述变压器原理，所以这里略去漏磁通，原、副线圈的电阻，磁芯的损耗，空载电流等。

变压器是利用电磁感应原理制成的静止用电器。

当变压器的原边有交变的电流时，会在磁芯中感应出交变的电磁场，这时磁芯中的磁通为φ，φ=φmsinωt。

电磁场通过整个磁芯，所以会穿过副边绕组，所以原副边中的磁通是相同的。

交变的磁场会感应出交变的电流，产生感应电动势。

原副边中的感应电动势为e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。

式中N1、N2为原副边的匝数。

由图可知U1=-e1，U2=e2，其复有效值为U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ，令k=N1/N2，称变压器的变比。

由上式可得U1/ U2=-N1/N2=-k，即变压器原副边电压有效值之比，等于其匝数比而且原、副线圈电压的位相差为π。

由此可以得到：U1/U2=N1/N2
在空载电流可以忽略的情况下，有I1/ I2=-N2/N1，即原副边电流有效值大小与其
匝数成反比，且相位差 。

因此：I1/ I2=N2/N1
理想变压器原、副线圈的功率相等P1=P2。

说明理想变压器本身无功率损耗。

实际变压器总存在损耗，其效率为η=P2/P1。

电力变压器的效率很高，可达90%以上。

第4章 硬件电路设计
4.1 推挽电路原理及设计
图4-1是桥式整流输出推挽式变压器开关电源工作原理图。

桥式整流电路由D1、D2、D3、D4组成，C 为储能滤波电容，R 为负载电阻，Uo 为直流输出电压，Io 为流过负载电阻的电流。

K1
K2Io D1D4
图4-1桥式整流推挽拓扑结构 推挽电路的变压器原边是由两个低边驱动的开关管对电压器原边进行驱动，两个开关波形相差180度，占空比相同。

K1导通时，绕组N1的同名端被施加电压，电压值等于输入电压Ui ，此时由于电磁感应的原理，在绕组N2和N3上都会感应出电动势。

绕组N2上因为K2关闭，不能形成回路，所以绕组N2能够产生感应电压，但是不会输出电流。

而副边绕组N3上同名端也感应出电动势e3，通过D2和D4给电容C 和负载R 供电，因此产生了能量的输出，能量从原边输入电压传递到了副边负载输出。

同理，当K2导通时，绕组N2的异名端被施加电压，电压值等于输入电压Ui ，此时在绕组N1和N3上都会感应出电动势。

绕组N1上因为K1关闭，不能形成回路，所以绕组N1能够产生感应电压，但是不会输出电流。

而副边绕组N3上异名端也感应出电动势e3，通过D1和D3给电容C 和负载R 供电，因此产生了能量的输出，能量从原边输入电压传递到了副边负载输出。

由于输出存在大电容，所以输出电压基本稳定，所以在变压器副边电压被钳位在某一电压，原边绕组和副边绕组的电压之比等于绕组匝数之比。