基于多路單端反激式開關電源的設計方案

3.4高頻變壓器

3.4.1磁芯的選擇

磁芯是制造高頻變壓器的重要組成，設計時合理、正確地選擇磁芯材料、參數(shù)、結構，對變壓器的使用性能和可靠性，將產(chǎn)生至關重要的影響。高頻變壓器磁芯只工作在磁滯回線的第一象限。在開關管導通時只儲存能量，而在截止時向負載傳遞能量。因為開關頻率為100 kHz，屬于比較高的類型，所以選擇材料時選擇在此頻率下效率較高的鐵氧體，由：

估算磁芯有效截面積為0.71 cm2，根據(jù)計算出的Ae考慮到閾量，查閱磁芯手冊，選取EE2825，其磁芯長度A=28 mm，有效截面積SJ=0.869 cm2，有效磁路長度L=5.77 cm，磁芯的等效電感AL=3.3μH/匝2，骨架寬度Bw=9.60 mm.

3.4.2初級線圈的參數(shù)

（1）最大占空比。根據(jù)式（1），代入數(shù)據(jù)：寬范圍輸入時，次級反射到初級的反射電壓VoR取135 V，查閱TOP223Y數(shù)據(jù)手冊知MOSFET導通時的漏極至源極的電壓VDS=10 V，則：

（2）設置KRP .KRP= IR IP，其中IR為初級紋波電流；IP為初級峰值電流；KRP用以表征開關電源的工作模式（連續(xù)、非連續(xù)）。連續(xù)模式時KRP小于1，非連續(xù)模式KRP大于1.對于KRP的選取，一般由最小值選起，即當電網(wǎng)入電壓為100 VAC/115 VAC或者通用輸入時，KRP=0.4；當電網(wǎng)輸入電壓為230 VAC時，取KRP=0.6.當選取的KRP較小時，可以選用小功率的功率開關，但高頻變壓器體積相對要大，反之，當選取的KRP較大時，高頻變壓器體積相對較小，但需要較大功率的功率開關。對于KRP的選取需要根據(jù)實際不斷調(diào)整取最佳。

（3）初級線圈的電流初級平均輸入電流值（單位：A）：

可知，KRP選取合適。TOPSwitch器件的選擇遵循的原則是選擇功率容量足夠的最小的型號。

（4）變壓器初級電感

3.4.3初級次級繞組匝數(shù)

當電網(wǎng)電壓為230 V和通用輸入220 V時：每伏特取0.6匝，即KNS=0.6.由于輸出側采用較大功率的肖特基二極管用作輸出整流二極管，因此VD取0.7 V，磁芯的最大工作磁通密度在BM在2 000~3 000 GS范圍內(nèi)。偏置二極管VDB的壓降取0.7 V，偏置電壓VB取12 V.

初級繞組匝數(shù)：

3.5輸出整流濾波電路

由整流二極管、濾波電容和平波電感組成。將次級繞組的高頻方波電壓轉變成脈動的直流電壓，再通過輸出濾波電路濾除高頻紋波，使輸出端獲得穩(wěn)定的直流電壓。肖特基二極管正向導通損耗小、反向恢復時問短，在降低反向恢復損耗以及消除輸出電壓中的紋波方面有明顯的性能優(yōu)勢，所以選用肖特基二極管作為整流二極管，參數(shù)根據(jù)最大反向峰值電壓VR選擇，同時二極管的額定電流應該至少為最大輸出電流的3~5倍。次級繞組的反向峰值電壓VSM為：

式中：Iout是輸出端的額定電流，單位為A；Dmin是在高輸入電壓和輕載下所估計的最小占空比（估計值為0.3）；V（PK-PK）是最大的輸出電壓紋波峰峰值，單位為mV.計算得出后考慮閾值C6取100μF/10 V，C8取220μF/35 V.

第二級經(jīng)LC濾波使不滿足紋波要求的電壓再次濾波。輸出濾波電容器不僅要考慮輸出紋波電壓是否可以滿足要求，還要考慮抑制負載電流的變化，在這里可以選擇C7取22μF/10 V，C9取10μF/35 V.C5取經(jīng)驗值0.1μF/25 V.輸出濾波電感根據(jù)經(jīng)驗取2.2~4.7μH，采用3.3μH的穿心電感，能主動抑制開關噪聲的產(chǎn)生。

為減少共模干擾，在輸出的地與高壓側的地之間接共模抑制電容C15.