一种开关电源设计

式中Np为原边匝数；Vp为原边所加直流电压；ton 为导通时间；Ae为铁芯有效面积（mm2）。 Np247.65100.23411592（匝） （5）次级匝数 设肖特基二极管的管压降为0.8V, 电感L的压价为0.4V，则初级绕组每伏匝数 n=Vp/Np=247.65/92=2.69(伏/匝) 次级绕组匝数 N2=(15+0.8+0.4)/2.69=6(匝) （6）反馈绕组匝数 N3=8/2.69≈3（匝） 4.2取样电路的计算 R2的阻值： R2VO2.5IF152.546103270 其中IF是光电耦合器中发光二极管的电流在传输比CTR为120%时的标称值。发光二极管的发光强度受输出电压的控制。 R3、R4的阻值的计算： 先固定R4为15KΩ，再计算R3的阻值， IbVFETR42.5151031.67104A， , R3VOVFETIb152.51.6710475K 五、总结和体会 经过这两周的课程设计，我收获颇丰。这次做的课题是开关稳压电源，涉及到很多模拟电路方面的知识。经过这次设计，让我对模拟电路的知识又重新系统的温习了一遍，让我对模拟技术知识有了更深的理解。 由于这次设计时间有点紧，在网上查了很多资料，对这个课题有了一些初步的认识。电源一直都是一个比较麻烦的课题，所以在这次设计中必须更加努力、认真。在确定了思路，设计出电路原理图以后，就要经过步步计算以确定各元件的参数，保证电路能够达到课题设计的要求。在这次设计中，另一个学习到的是使自己对protel有进一步的学习，又学会了protel中的一些使用方法，也使自己能够更加熟练的使用protel。在电路设计方面还是有很多困难，尤其是在单元电路设计当中，计算参数必须要有扎实的模拟技术的基础，在这里也让我自己对模电知识更好更认真的复习了一次。为自己参加工作奠定了良好的基础。 还有本次设计过程中得到了老师和同学的支持和帮助，在此表示感谢。 六、附录

2、直流输出电压15V； 3、输出电流6A； 4、输出纹波电压≤0.2V； 5、输入电压在95~270V之间变化时，输出电压误差≤0.03V； 3.2电路元件参数 四、电路相关计算 4.1变压器参数的计算 输入电压为95~270V/50Hz；输出电压为为15V、输出电流为6A。N2是次级绕组，N3是反馈绕组。 （1） 磁心大小的选择 输出功率： Po=VS2*IS2+VS3*IS3 设VS3=8V，IS3=0.1A，占空比D=0.5，效率为85%，则 Po=15*6+8*0.5=94W 输入功率 Pi=Po/μ=94/0.85=110W 根据输入功率选择EE30磁芯。 设工作频率为f=50KHz，则周期为T=1/f=20(μs) （2）电子开关的接通时间ton 初级绕组开关晶体管VT1的最大导通时间对应于最低输入电压和最大负载。 ton=D*T =0.5*20=10（μs） （3）最低直流输入电压 当变换起在最低输入电压下满载工作时，计算它输入端的直流电压Vp。对于单相交流电容滤波，直流电压不会超过交流输入有效值的1.3倍，倍压整流系数1.9被，则Vp=95*1.3*1.9=247.65V 选择工作时的磁通密度△Bac：输出功率与EE磁芯尺寸的对照表可选用EE30，中心柱的有效面积为115mm2，饱和磁通密度在100摄氏度时为360mT, 对于一般形状、材质的铁氧体磁芯，当工作在频率为50kHz时，磁通密度为饱和值的65%。△Bac=360*0.65=234(mT) （4）原边匝数 作用电压为一个方波，一个导通期间伏秒值与原边匝数的关系为

2.1.5反馈电路 反馈的基本类型又四种，即基本的反馈电路 改进型基本反馈电路 配稳压管的光电耦合反馈电路以及配TL431的精密光电耦合反馈电路。配TL431的精密光电耦合反馈电路在开关电源中应用最多，效果最好，稳压性能最佳。如图所示，用TL431代替稳压管构成外部误差放大器，对输出电压Vo做精细调整，组成精密开关电源，使电压调整率和负调整率均能达到0.2%以下。 可调式精密电源稳压器TL431B构成了外部误差放大器，再与光耦合器MOC8103一起组成光耦反馈电路，反馈电压UFB加至MC33374的反馈端。其稳压原理是当输出电压U0发生波动时，经R5 R6 分压后得到的取样电压就与TL431B中的2.5V基准电压进行比较，产生外部误差电压Ur，再通过光耦合器使第二脚的反馈电流IFB产生相应的变化，并以此调节输出占空比，达到稳压的目的。考虑到高频变压器的初次级间耦合电容会造成供墨干扰，现利用C14加以滤除。C7为控制环路的补偿电容。R4为LED的限流电阻。

管脚5(power switch drain,D)：功率开关管漏极引出端。该端能直接驱动高频变压器的初级。此外，它还与内部启动用mos场效应管的漏极相连。 整流桥VD1~VD4采用4只1N5406型3A/600V的硅整流管。初级保护电路由RC吸收电路(R2、C2 ) 钳位电路（ VDZ、VD5 ）构成，能有效的抑制因高频变压器存在漏感而产生的尖峰电压，保护内部功率开关管不受损坏。VDz采用P6KE200A型瞬变电压抑制二极管（TVS）,其反相击穿电压UB=200V， VD5选用的是MUR160型超快恢复二极管（SRD）。 C5为VCC的旁路电容。S为控制开关稳压电源通断状态的按键。S上串接R7后，能提高模式转换的可靠性。VD6与C6组成反馈线圈输出端的高频整流滤波器。 次级高频整流管采用大电流，低压降的肖特基二极管，型号为MBR20100CT (20A/100V),此管属于阴极对管，两个负极在内部短接，使用时需将两个正极在外部连接，进行并联。 由C8、C11、L 、C12 、C13组成输出滤波电路。鉴于滤波电感L的电感量很小，仅为3.3uF而大容量滤波电容C8 、 C11上存在的等效电感L0,会直接影响到实际电感量从L 变成L+L0. 因此需要将C8 、 C11 并联使用，使L0减小1/2，对L的影响随之减

TL431相当于一只可调节的齐纳稳压二极管，输出电压由外部的R1,R2来设定，Vo=VKA=(1+R1/R2)*VREF 。R3是限流电阻，VREF是常态下的基准稳压端。 图 所示是

稳态电流的数十倍。这可能造成整流桥和输入保险丝的损坏，也可能造成高频变压器磁芯饱和损坏功率器件，造成高压电解电容使用寿命降低等。所以在整流桥前加入由电阻R1和继电器K1组成的输入软启动电路。电路如图2-1所示： 2.1.2反激式变换器 根据电路的结构形式的不同，脉宽式变换器可分为：正激式、反激式、半桥式、全桥式、推挽式和阻塞式。 所谓反激式是指变压器的初级极性与次级极性相反。反激式变换效率较高，线路简单，能多路输出。 当开关管VT截止时，变压器初级所积蓄的电能向次级传送，这时变压器的次级绕组下端为负，上端为正，二极管VD正向导通，导通电压经过电容C滤波后向负载RL供给电能。当变压器的初级储存的电能释放到一定程度后，电源电压Vin通过变压器的初级绕组N1向三极管VT的集电极充电，N1又开始储能。V1上升到一定程度后，三极管VT截止，又开始新一轮放电。在充电周期，变换器的输出电压为Vo=Vin *D*（N1/N2）。变换器电路如图2-2所示。