电源设之拓扑结构.doc

电源设计之拓扑结构 单端反激变换器 1、电路拓扑图 2、电路原理 　　其变压器T1起隔离和传递储存能量的作用，即在开关管Q开通时Np储存能量，开关管Q关断时Np向Ns释放能量。在输出端要加由电感器Lo和两Co电容组成一个低通滤波器，变压器初级需有Cr、Rr和Dr组成的RCD漏感尖峰吸收电路。输出回路需有一个整流二极管D1。由于其变压器使用有气隙的磁芯，故其铜损较大，变压器温相对较高。并且其输出的纹波电压比较大。但其优点就是电路结构简单，适用于200W以下的电源且多路输出交调特性相对较好。 3、变压器计算 (CCM)和电流断续模式(DCM)，同样输出功率时，工作于电流断续模式具有较大的峰值电流，此时开关晶体管、整流二极管、变压器和电容上损耗会增加，所以一般效率较低，工作于电流连续模式下，效率较高，但输出二极管反向恢复时易引起振荡和噪声；另外，工作于电流断续模式时，由于变压器电感量较小，体积可以做得小一些，而工作于电流连续模式，变压器体积一般会较大。变压器参数的选取应结合整个电路设计和实际应用情况，在最初的设计中，为取得比较适中的性能，可考虑使电路工作于电流临界连续状态。 　　a、初选磁芯型号。b、确定初级电感量。c、确定初级峰值电流。d、确定初级线圈匝数和气隙。e、计算并调整初、次级匝数。f、计算并确定导线线径g、校核窗口面积和最大磁感性强度 初选磁芯型号 　　★ 确定初级电感量 　　L1=(Vinmin×Dmax)2/(2×f×Po) 　　(Vinmin为输入电压最小值，Dmax为设定的最大占空比，f为开关频率，P0)增大L1取值时，电路开始工作于电流连续模式，原边电感量的选择可在L1计算值基础上，视具体情况作调整。 确定初级峰值电流 　　电路工作于电流不连续或临界连续时，初级峰值电流 　　I1max=2×Po/(Vinmin×?×Dmax)(?为预测效率值)　 　　I1max=2×Po/(Vinmin×?×Dmax)＋(2×Vinmin×T×Dmax)/L1 确定初级峰值电流确定初级线圈匝数和气隙 　　a、由于磁芯开气隙后剩磁Br减小很多，认为Br＝0。 b、 由于气隙磁阻远大于磁路其他部分磁阻，认为磁势全部降于气隙处。 　　L1=(?0×Ae×Np)/? 　　(?0为空气磁导率，Ae为气隙处磁芯截面积，?) 　　工作最大磁感应强度： 　　Bm=(I1max×Np×?0)/?????(Bm为最大磁通密度)　 Bm后，联解以上两式可求出初级匝数N1，和气隙长度?EMI。 计算并调整初、次级匝数 　　N2=(Vo+Vd+Io×R)×(1-Dmax)×Np/(Vin×Dmax)　　(UDIO R为线路压降) 　　★ 计算并确定导线线径 　　I1=sqr((I1max×(1-?I)+?I×?I/3)×D)(?I为电流增量，?I＝(Vin×Ton)/L1) 　　I2=Np×I1/N2 　　当电流较大时，导线采用多股并绕，每股直径不大于2倍穿透深度。 校核窗口面积和最大磁感性强度 　　 双管反激变换器 1、电路拓扑图 2、电路原理 　　其变压器T1起隔离和传递储存能量的作用，即在开关管Q1、Q2开通时Np储存能量，开关管Q1、Q2关断时Np向Ns释放能量，同时Np的漏感将通过D2、D3返回给输入，可省去RCD漏感尖峰吸收电路。在输出端要加由电感器Lo和两Co电容组成一个低通滤波器。输出回路需有一个整流二极管D1（最好使用恢复时间快的整流管）。 3、工作特点 a、在任何工作条件下，为使两个调整管所承受的电压不会超过Vs+Vd　(Vs：输入电压；Vd:D2、D3的正向压降，)，D2、D3必须是快恢复管（当然用超快恢复管更好）。 b、在反激开始时，储存在原边Np的漏电感的能量会经D2、D3反馈回输入，系统能量损失会小，效率高。 c、在与单端反激变换器相比，无需RCD吸收电路；功率器件可选择较低的耐压值；功率等级也会很大。 d、在轻载时，如果在“开通”周期储存在变压器的原边绕组显得过多的能量，那么在“关断”周期会将过多的能量能量反馈到输入。 e、两个调整管工作状态一致，我没有调试过这样电路，根据调试过的半桥和双管正激的电路经验，下管的波形会优于上管的波形，在调试过程中只要观察下管波形即可（具体可到“调试经验”中详见）。我个人建议在大功率等级电源中不可选用此种电路。 4、变压器计算 D2、D3上的能量损耗，同时增加电源的效率。 单端正激变换器 1、电路拓扑图 2、电路原理 　　其变压器T1起隔离和变压的作用，在输出端要加一个电感器Lo（续流电感）起能量的储存及传递作用，变压器初级需有复位绕组Nr（此点上我对一些参考书籍存疑，当然有是最好，实际应用中考虑到变压器脚位的问题）。在实际使用中，我也发现此绕组也用RCD吸收电路取代亦