开关电源设计(正激式)ppt课件

时磊5说-正激式变压器开关电源输出电压的瞬态控制特性和输出电压负载特性，相对来说比较好，因此，工作比较稳定，输出电压不容易产生抖动，在一些对输出电压参数要求比较高的场合，经常使用。

1-6-1 .正激式变压器开关电源工作原理所谓正激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正在被直流脉冲电压激励时，变压器的次级线圈正好有功率输出。

图1-17是正激式变压器开关电源的简单工作原理图，图1-17中Ui是开关电源的输入电压，T是开关变压器，K是控制开关，L是储能滤波电感，C是储能滤波电容，D2是续流二极管，D3是削反峰二极管，R是负载电阻。

在图1-17中，需要特别注意的是开关变压器初、次级线圈的同名端。

如果把开关变压器初线圈或次级线圈的同名端弄反，图1-17就不再是正激式变压器开关电源了。

我们从（1-76 ）和（1-77 ）两式可知，改变控制开关K的占空比D,只能改变输出电压（图1-16-b中正半周）的平均值Ua，而输出电压的幅值Up不变。

因此, 正激式变压器开关电源用于稳压电源，只能采用电压平均值输出方式。

图1-17中，储能滤波电感L和储能滤波电容C,还有续流二极管D2,就是电压平均值输出滤波电路。

其工作原理与图1-2的串联式开关电源电压滤波输出电路完全相同，这里不再赘述。

关于电压平均值输出滤波电路的详细工作原理，请参看“1-2 •串联式开关电源”部分中的“串联式开关电源电压滤波输出电路”内容。

正激式变压器开关电源有一个最大的缺点，就是在控制开关K关断的瞬间开关变压器的初、次线圈绕组都会产生很高的反电动势，这个反电动势是由流过变压器初线圈绕组的励磁电流存储的磁能量产生的。

因此，在图1-17中，为了防止在控制开关K关断瞬间产生反电动势击穿开关器件，在开关变压器中增加一个反电动势能量吸收反馈线圈N3绕组，以及增加了一个削反峰二极管D3, 反馈线圈N3绕组和削反峰二极管D3对于正激式变压器开关电源是十分必要的，一方面，反馈线圈N3绕组产生的感应电动势通过二极管D3可以对反电动势进行限幅，并把限幅能量返回给电源，对布磊5『彳 电源进行充电；另一方面，流过反馈线圈 N3绕组中的电流产生的磁场可以使变压器的铁心退磁，使变压器铁心中的磁场 强度恢复到初始状态。

正激式开关电源设计卢　灿(中国兵器工业第214研究所　蚌埠　233042)摘　要　正激式变换器具有外围电路简单、电压和电流应力小、抗过载能力强、不易饱和、易于集成等许多优点,是中小功率降压式隔离DC /DC 变换器最常使用的拓朴之一。

本文将对其拓朴原理、磁复位电路选择、变换器设计、反馈电路设计、滤波电路设计等几个方面对其进行详细的介绍。

关键词　正激变换器　磁复位　DLC Snubber1　引　言正激式开关电源变换器在中小功率隔离降压型DC /DC 电源模块中有着广泛的应用。

其主变压器只是作为传递能量和电压变换的作用,启动电流﹑输出纹波和所需要的滤波电容均较小。

在开关转换过程中不存储能量,少量的剩余能量,可以通过简单的复位电路设计,就可以保证其在大动态重负载下不会磁饱和,电路工作稳定。

由于其磁芯不需要开气隙,因而漏感较小,具有小的电压尖峰。

另外,其峰值电流也较小,传输能量大,相同的传输功率所需要的磁芯较小,易于集成。

2　工作原理图1　原理框图 如图1所示,变换器由输入滤波、高频变压器、开关控制、吸收和复位电路、输出整流滤波和隔离反馈等六部分组成。

高频变压器和开关控制组成变换器的主体,实现能量的储存和传递以及电压的变换。

隔离反馈控制电路根据输出电压和负载的变化,动态调整变换器开关管的占空比,使输出电压保持稳定。

吸收和输入滤波电路对变换器产生的浪涌电流和尖峰电压进行吸收,以保证电路正常工作和降低纹波对输入和输出的影响。

输出整流滤波电路完成变换器输出能量的存储和第25卷第4期2007年12月 集成电路通讯J ICH EN GD I ANLU TON GXUN Vol .25　No .4Dec .2007输出电压的整型,保证恒定的直流输出。

3　变换器原理如图2所示为变换器原理图,T R1为变压器, V in为输入电压,Vcc是辅助供电电源,CS为电流采样输入端。

D2和D3为整流二极管,其与输出滤波电感和电容一起组成整流滤波电路。

7-3正激式开关电源的设计中山市技师学院曷中海由于反激式开关电源中的开关变压器起到储能电感的作用，因此反激式开关变压器类似于电感的设计，但需注意防止磁饱和的问题。

反激式在20〜100W的小功率开关电源方面比较有优势，因其电路简单，控制也比较容易。

而正激式开关电源中的高频变压器只起到传输能量的作用，其开关变压器可按正常的变压器设计方法，但需考虑磁复位、同步整流等问题。

正激式适合50〜250W之低压、大电流的开关电源。

这是二者的重要区别！7.3.1技术指标正激式开关电源的技术指标见表7-7所示。

7.3.2工作频率的确定工作频率对电源体积以及特性影响很大，必须很好选择。

工作频率高时，开关变压器和输出滤波器可小型化，过渡响应速度快。

但主开关元件的热损耗增大、噪声大，而且集成控制器、主开关元件、输出二极管、输出电容及变压器的磁芯、还有电路设计等受到限制。

这里基本工作频率f o选200kHz，则1 1T = 一 = ---------- 3 =5(isf0 200 "O3式中，T为周期，f0为基本工作频率。

7.3.3最大导通时间的确定对于正向激励开关电源，D选为40%〜45%较为适宜。

最大导通时间t O N m ax为t oNmax=T D max ( 7-24)D max是设计电路时的一个重要参数，它对主开关元件、输出二极管的耐压与输出保持时间、变压器以及和输出滤波器的大小、转换效率等都有很大影响。

此处，选D max =45%。

由式(7-24),则有电压V O更小。

图7-26 “等积变形”示意图根据式（7-25）,次级最低输出电压V2min为V2 minV O V L V F Tt oN max0.5 5=I4V 2.25式中，V F取0.5V （肖特基二极管），V L取0.3V。

2•变压器匝比的计算正激式开关电源中的开关变压器只起到传输能量|的作用，是真正意义上的变压器, 绕组的匝比N为V2根据交流输入电压的变动范围160V〜235V，则V I =200V〜350V, V|min=200V ,N =V|min= 200~ 14.3V2 min 14把式（7-25）、（7-25）整合，则变压器的匝比N为V im in D maxN =V O V L V F7.3.5变压器次级输出电压的计算变压器初级的匝数N!与最大工作磁通密度B m （高斯）之间的关系为max V|minB m S 104初、次级(7-26)所以有(7-27)(7-28)式中，S为磁芯的有效截面积（mm2）, B m为最大工作磁通密度。