基于DPA-Switch的四路輸出開關電源設計

圖4 主輸出系統(tǒng)電路框圖

3.3 高頻變壓器設計

　　高頻變壓器設計是電源設計的關鍵，可利用PIExpert 專用軟件實現(xiàn)。

　　利用最大占空比DMAX=70%計算直流側原邊和主輸出次邊變壓器變比：

　　其中，VD 為輸出整流器件的正向壓降； VO 為主輸出電壓15 V; VDS 為DPA- Switch 的漏源電壓降，取1 V; R 是考慮各種雜散損耗因素后的綜合系數(shù)，取0.95, 計算出匝比是1.57.

　　計算出變壓器次級匝數(shù)，再估算初級匝數(shù)，使變壓器磁芯BM 工作在1000 Gs~1500 Gs 范圍，從而減小交流磁通密度對磁芯損耗的影響。

　　其中，Ae 為變壓器磁芯有效面積。一般磁芯輸出功率和磁芯面積的經驗公式：

　　Pt 為高頻變壓器輸入輸出平均值。通過對常用磁芯的特點比較，同時考慮漏磁、散熱、功率等相關因素，選用鐵氧體EI28 型磁芯，Ae=1.21mm2, 最大磁感應強度BS=4000×10- 4T.

　　根據(jù)式（ 1） 和（ 2） 可知，np≈4, ns≈6.其他路變壓器設計可按照如上步驟計算。

　　注意：在選擇繞組線徑時，必須考慮趨膚效應和臨近效應。繞線長度應盡可能的短，否則繞組本身的阻性損耗將不可忽略。為減小損耗，應盡可能減小變壓器的漏感，推薦初級繞組和次級繞組采用間繞方式。另外，繞制變壓器時無需留氣隙。

　　3.4 輸出電感的選取

　　在最大輸入電壓VMAX 下確定輸出電感，以保證電流連續(xù)性。假設電感峰- 峰值紋波電流△f 為最大負載電流的15%~20%.

　　計算出LO=121.58 μH.

　　3.5 DPA- Switch 外圍電路設計

　　開關電源原理如圖5 所示。由C1、C2、L1 組成輸入EMI 濾波部分。為防止DPA- Switch 內部開關管漏極電壓受初級漏感電流的影響而超出其額定值，在初級側增加箝位網絡，選SMBJ150 起到24 V限壓作用。R1 設置器件的起始電壓，R2 用于器件限流。C4 吸收紋波，與DPA- Switch 的CONTROL 引腳相連的R3 和C4 一起構成了反饋環(huán)路的補償網絡。D1、C5 調整過濾偏壓。

圖5 開關電源原理