单端反激式开关电源高频变压器设计.pdf

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1、中国科技信息2OO年第4期CHINASCIENCEANDTECHNOLOGYINFORMATIONFeb20,O。。l．㈣麟0囊鞭黧攀一m蛰l单端反激式开关电源高频变压器设计ll麓圈■王一明炎上海大屯能源股份有限公司发电厂电压上升；而当开关管导通，反激过程结束，电容向负载提供随着电子技术的发展，对电源小型化的要求越来越高。霞关电源以电流，电容电压下降。控市lJ开关管Q的占空比，即可以稳定输体积小、重量轻、用材少、效率高等特点逐步成为屯子工程师首出赢流电压。选对象；而单端反激式开荧电源在小功率开关电源中结构最为简2、变压器原边_T作电流单，且易于实现多电压输出。本文详细叙述单端反激式开关电源中

2、高频变压器的设计原理，并给出具体设计示倒焚键灌l≯00◇000ll-00lIl0-0lll0l

3、高频变压器；开关电源；单端反激式T丁(a)q导通(bJQ截止图1单端反激式开关电源变压器两种工作状态图](a)所示，设变压器原边绕组电感为I，直流高电压电源电压为u。，当开关管Q导通时，由于副边二极管D2反向截止，故有：一、单端反激式开关电源变压器的工作原理U，=一+。+．R1、概述j=￡+、+i,R(1)开关电源即利用自关断器件，通过变换技术而制成的高频开的低毫电压誓直流电源装喜置。誓高频霎变压器的设计薹是设计开羹关譬电源爵的关式一中一：e---一原边绕组“感应电动训势力，’=一三一d／tI；键

4、。i～原边绕组电流；单端反激式开关电源是指变压器只有一个原边绕组，且电流fuc～丌关管导通压降。方向不改变，利用原边电流关断时，副边产生的反激电压向负图中R为短路电流检测电阻，由于开关管Q导通压降U及载输出电流。正常工作情况下的过流检测电压i均7E4,(

5、：开关管Q关断，如图1(b)，原边电流i迅速回o，副边反激电压i=i．十(，一f)e。使整流_极管导通，变压器向负载输出电流，变压器船能一Fr+++、⋯压晤器处辈于反激状态时出薯嚣≯通时，黼龇渤；，副边绕组向电容及负载提供电流，电容il_暑雯：124可见外关管Q导通时，变压器原边电流随时间线性增大，当I。电源电压最低输出功率最大，开关管导通时，变压器原边电流初始值i。≠0时，称为电流连续模式，否则为电原边电流初始值；流断续模式。当开关管Q关断瞬间，原边电流达到峰值：l一⋯一电源电压最低输出功率最大，开关管导通时，。il,l+C／原边电流峰值；一)LD一——最大占空比。ToyUID(4)=+=

6、，~+4、原边电流最大值￡，．，'当电源电压最低、输出功率最大时，变压器原边电流有最式中：i．开关管关断瞬间原边电流；大值，由(6)式可得：T⋯～开关管导通时间，即咏宽；I3D原边电流脉冲占空比；p2：D(7)f开关管开关频率。5、变压器原边电感对于小功率反激式开关电源，采用电流连续模式，可以减小原由(4)可得所需要的原边电感最小为：边电流峰值及有效值，降fgOt：关管的功耗。虽然电流连续模式需要i：uf’D较大的原边电感，即高频变压器体积较大，但是对多电压输出的开_厂-(iP：iH)关电源，适当增大高频变压器的体积，有助于多个次级引脚的分布或：及输出整流滤波电路在PCB板J的布局，所以对于

7、小功率、多电压输出的开关电源，多采用电流连续式的单端反激开关电源。，J=‰(8)2，7、。6、原边绕组匝数设当原边绕组电流有最大值I时，磁芯中有最大磁通量为则原边绕组的电感可以表示为：上=I=I(、9)j11tP]22tP3tPI3tP：t式中：A磁芯截面积；{a)初级绕组电流N～原边绕组匝数；B一⋯磁芯最大磁感应强度。其中：痧=B’f。由(8)、(9)式，得到原边绕组的匝数为：)由上式可见，直流电源电压越高、开关管开关频率越小，所需要的原边绕组匝数越多；增大磁芯截面积或增大磁芯的磁)坟圾绕组电流通密度，可以减小初级线圈的匝数。图2连续模式理想电流波形图7、各剐边绕组的匝数图2所示为电流连续

8、模式原、副边电流理想波形图。在不考虑漏磁通的情况下，各绕组的感应电动势可以表示3、开关电源输出功率为：由(3)式可以计算Hj变压器{上均输入功率：e：一Ne、：一N“审、=，+()1一ch‘df：一，=UiD(i+i)d

9、或：设开关电源效率为n，则开关电源的输出功率为：e1：：P：．．．=N1：Ⅳ：N：⋯(11)=7、=r／U／D(+i)(5)开关电源是通过检测主输出绕组电压，控制开关管开关占空比，从而稳定主