高功率因数反激式开关电源变压器设计

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1、第44卷第2期电力电子技术Vo1．44，No．22010年2月PowerElectronicsFebruary，2010高功率因数反激式开关电源变压器的设计李振森，徐军明，丁红斌，武利珍(杭州电子科技大学，江苏杭州I310037)摘要：变压器的设计是开关电源中关键的步骤。对带有高功率因数(PF)反激式开关电源的变压器原理进行了论述，在探讨变压器的设计原理基础上，提出一种良好的设计方法，并通过实验证明了设计原理。所设计的变压器具有效率高、电磁干扰低、漏感低、温升低的特点。关键词：反激式开关电源；功率因数；变压器设计中图分类号：TM402文献标识码：A文章编号：1000—100X(2010)

2、02-0083-03DesignofHighPowerFactorFlybackSwitchingPowerSupplyTransformerLIZhen-sen，XUJun—ming，DINGHong—bin，WULi—zhen(HangzhouDianziUniversity，Hangzhou310037，China)Abstract：Transformerdesignofswitchingpowersupplyiscomplexandcritica1．Thetransformerprinciplesoftheflybackswitchingpowersupplywithhighpo

3、werfactor(PF)isdiscussed．Basedonthis，anewgooddesignmethodisintroducedandtheresultsareprovedbyexperiment．Thetransformerhashightransmissioneficiency，lowEMI，lowleakage，lowtempera—turerise．Keywords：flybackswitchingpowersupply；powerfactor；transformerdesignFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalSc

4、ienceFoundationofChina(No．60671024)1引言高PF反激式变压器与两级PFC的不同之处在于：单由于中小功率开关电源、便携式AC／DC适配级结构上为同时实现PF，导致初、次级电压电流变化器、离线式充电器具有很好的市场前景，因此高功率更大，如图2所示。高PF反激式拓扑对于70w内的因数(PF)反激式拓扑成为目前研究与应用的热点。电源是实用和经济的．但当电源大于70W时．由于它结构简单、PF高、成本低、容易得到多路输出，是着重降低电源的电压和电流，器件要承受更大的电低成本大功率LED驱动电源的较好选择关于两级压、电流应力，因此采用其他拓扑会更有效。PFC反激式电源

5、变压器应用设计的论文较多。而关于高PF反激式变压器设计的论文很少【l】为了设计出高效率、低EMI、低温升的变压器，文中给出一种设计方法，并根据该方法设计了一种宽电压范围lZCDMULTVCClL6561(AC88～264V)、输出15V／2A的变压器。lCOMPINVGD2高PF反激式变压器概述图1高PF反激式恒流限压电源电路高PF反激式变压器是开关电源一个非常重要的器件。它不是真正意义上的变压器．而是一个能量存储装置。在变压器的初级绕组导通期间．能量存储在磁芯的气隙中．关断期间存储的能量被传送给次开关级输出，具体过程如图1所示。初、次级电流不是同电平时流动的．因此该变压器更多地被认为是

6、一个带有图2变压器初、次级电流波形图次级绕组的电感，但与电感的不同之处在于：电感电3变压器的设计流是平滑波动的，可视为直流。变压器每个绕组的电变压器的设计是一个复杂的过程。若设计合理．流都是三角波，由于工作范围较宽，因此变压器要工电源效率会较高，且控制环路容易稳定。该设计步骤作在临界模式I21。集肤效应会产生很大的交流电阻损主要包括：选择磁芯材料、几何形状；确定最大的磁耗，通常不会影响铁损，但变压器比电感的铜损大。通密度；确定磁芯型号：确定初、次级线圈的匝数比和铜线的规格。要得到理想的电感，还需要计算气隙；最大限度的磁耦合和最小的高频寄生效应。另基金项目：国家自然科学基金资助项目(606

7、71024)定稿日期：2009—08—28外，还需考虑变压器的装配和安全要求。作者简介：李振森(1983-)，男，河南项城人，硕士研究生，研究提前设定的规格参数：电源电压范围u蛐～方向为新型电子器件与应用、LED驱动。—；市电工频；电源输出电压tto；最大输出电流．83第44卷第2期电力电子技术Vo1．44．No．22010年2月PowerElectronicsFebruary，2010，硼；2f,最大输出纹波△。预设计参数：最低工