正激式開關電源設計

對勵磁式開關電源進行簡單說明。

正激式開關電源和反激式電源明顯的區別在于變壓器，在反激式開關電源中變壓器主要指導儲能的作用和電感類似，而在正激式開關電源中變壓器發揮傳遞能量的作用，當然反激式和正激式的重要反激式通常為20~100W 大電流開關電源。

正激式開關電源的設計，我們從前所述的研究開發首先需要根據情況進行設計，以簡單的5.5V/20A為例說明正激式開關電源的設計流程和各參數的計算。

首先，電源技術指標:輸入電壓: Vin=220V； 電壓變化范圍: 106~235V； 輸入頻率: f=50Hz； 輸出電壓: Uo=5.5V滿電流: Io=20A； 輸出Po=110W。

在能夠根據電力計算電源周期T=1/f=5uS的正激式開關電源中，通常占空比的范圍為40%~45%，若選擇45%進行計算，則大導通時間Ton(max)=5*0.45=2.25uS。

接著，當計算變壓器的二次繞組輸出電壓和匝數比時，根據上圖的簡易圖，變壓器二次繞組電壓U2將電感消耗電壓UL和輸出電壓Uo相加，并將二極管VD1消耗的電壓UF相加，因此變壓器二次繞組的輸出低電壓為u2( min ) = ( uo + ul + uf ) *

由于正勵式變壓器僅發揮能量傳遞的作用，因此一次繞組N1和二次繞組N2之比和變壓器的一次繞組電壓U1和二次繞組U2之比相等，能夠寫為N=U1/U2的我們的上表面的輸出電壓范圍被認為是106V~235V、u1= 200

N=U1(min)/U2(min )和U2(min)=(Uo+UL+UF)*T/Ton到N=U1(min)*D(max)/(Uo+UL+UF )； 其它，變壓器的初級繞組N1和磁通密度之間存在n1> = ( u1( min ) * ton ( max ) * 10000 )/( BM * s )的關系，因此從輸出和鐵心尺寸的關系中選擇EI-28鐵心，有效截面積S=85平方毫米； 磁通密度為100°C，Bm=3000高斯，但我們設計的電源為正激式，單向勵磁，為了確保磁復位的馀量，Bm=2000高斯。

將數據代入上述公式后，選擇N1=26.5、27次，由N2=N1/N得到N2=2次。

根據計算出的周期數據，計算出正確的占空比d ( max ) = ( uo + ul + uf ) * n/u1( min ) = (5.5+0.5+0.3) * 13.5/200 = 42.5 %； 即，變壓器1次繞組N1=27、2次繞組N2=2電源大占空比D(max)=0.425； 開關管大導通時間Ton(max)=2.1uS； 次級繞組輸出低電壓U2(min)=14.8V。

接著，電感器L1電感器l = [【U2 ( min )-( uf + uo )】* ton ( max ) ]/il； 輸出電流Io=20A一般來說，流過我們選擇的電感的電流IL為輸出電流Io的10%~30%； 若取中間值20%，則將4A代入電感中流動的電流IL=0.2*20=4A的上式，則能夠計算出電感量L=(14.8-0.5-5.5)*2.1/4=4.6uH .

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