3 电路主要参数的设计

3 电路主要参数的设计3.1 高频变压器的设计（1）输出功率：次级主电路输出为500W，次级辅助输出，一路为18V，电流为2A，另一路为12V，电流为2A，总的输出：设效率，则输入功率： 根据输入功率选择EE55磁芯设工作频率为38kHz，则 取占空比D=0.4，则 取=（2）计算初级直流输入电压对于单相交流电容滤波，直流电压约为交流输入电压有效值的1.2倍，则：*1.2=220V*1.2=264V（3）计算初级电感变压器初级绕组中的平均电流 则变压器初级绕组中的峰值电流 变压器初级电感量 （4）计算原边匝数 为防止变压器进入饱和区，留有裕量，取=0.3T，EE55磁芯中心柱的面积为340匝，取为26匝（后来调试时实绕25匝）（5）计算次级匝数初级绕组每伏匝数 伏/匝 次级主绕组匝数 匝 每一半绕组为12匝两辅助输出匝数 匝 取为2匝匝 取为2匝（6）线径的选择。变压器次级峰值电流 已知，初级电流的峰值为的三角波，有效值为A若取则所需导线面积 为了减小集肤效应带来的影响，采用线来绕则 匝 留有裕量，6匝并绕同样的方法可以计算次级主绕组6匝并绕，两个辅助输出6匝并绕。3.3吸收电路设计图 7 吸收电路开关管高频工作时，每周期内的关断重叠损耗是损耗的主要部分，用来减小开关管关断重叠损耗的电路叫做关断缓冲电路。带变压器的拓扑中由于变压器漏感的影响，开关管的导通损耗通常都比较小。在导通瞬间，变压器漏感很大的瞬时阻抗使开关管两端电压迅速下降到零，并减缓了电流的上升速率。因此，开关管导通时在电流上升的大部分时间里开关管两端的电压基本为零。由电流、电压重叠引起的导通损耗可以忽略。由于MOSFET的下降速度很快，在开关管两端的电压开始显著上升之前，其电流已经基本下降到零，所以MOSFET关断损耗通常比双极型晶体管的小。因此，虽然MOSFET依然使用关断缓冲器，但它的作用不是减小关断重叠损耗，而是降低变压器漏感尖峰电压。由于变压器漏感尖峰电压与dI/dt成正比，所以比双极性晶体管拥有更快电流下降速率的MOSFET管会引起更高的漏感尖峰电压。MOSFET的关断缓冲器不会像双极型晶体管的关断缓冲器那样有副作用。对MOSFET管来说，导通时的损耗并不是由电流和电压的重叠引起的，而是由它相对较大的输出电容引起的2。关断时，这个电容被充电（通常是输入电压的两倍）并储存了的能量。在开关管导通时，该能量释放出来引起损耗，在一个周期内的平均损耗为 该损耗会因为使用了防止漏感尖峰的缓冲器而增大，因为缓冲器导致了MOSFET管输出电容的增加。 当开始关断时，的电流开始下降，而变压器的漏感会阻止这个电流的减小。一部分电流继续通过将要关断的开关管，一部分电流通过对电容充电。 的一部分流进了电容，减缓了集电极电压的上升。通过选取足够大的，减少了上升的集电极电压与下降的集电极电流的重叠部分，从而显著地降低了开关管的损耗。该设计中采用的是RCD缓冲器。的大小是有限制的，在关断前电容未被充电。在关断时刻，减缓了电压的上升时间，由于在下一次关断开始时刻，两端应保证没有电压，所以，在开关管导通时刻电容通过、放电。越大，则、上的损耗越大，所以的大小应折衷考虑，同时，为了保证的放电速度、取值不能太大。这里选择为1nF，、为5.6k。3.4抑制开机浪涌电流电路及瞬态高压抑制电路图 8 开机保护电路当电源开机时，会对整流桥后的滤波电容进行充电，会瞬间产生一个很大的冲击电流，会对电路中的元器件造成损坏，为了抑制这种冲击电流，在电路中加了热敏电阻，开始时，热敏电阻的阻值很大，当启动后，热敏电阻温度上升，阻值减小，虽然此时阻值较小，但是由于原边的电流较大，热敏电阻的功耗仍然很大，为了减小功耗并防止把热敏电阻给烧坏，当电路电压建立后，用继电器把热敏电阻断开，为了防止输入网络中的瞬态高压对开关管造成损坏，当电网附近的电感性开关或雷电等原因而产生高压尖峰脉冲干扰，具有可变电阻作用的压敏电阻就从高阻关断状态立即转入低阻导通状态，瞬间流过大电流，将高压尖峰脉冲或市电过电压吸收、削波和限幅，从而使输入电压达到安全值。当压敏电阻中通过大电流时，往往还会烧坏保险丝，这就避免了对开关电源中的电子元器件造成致命的损坏。这里选择471压敏电阻。3.5低通滤波回路的设计图 9 低通滤波回路 低通滤波回路是开关电源输入的“大门”，电网电力就是经低通滤波进入的。它有两个作用：第一：防止输入电源窜入噪声干扰，同时还要抑制浪涌电压、尖峰电压的进入，第二，阻止、限制开关电源所产生的噪声，高频电磁干扰信号通过输入电线进入电网。图9所示是开关电源最常用形式的低通滤波电路。这种滤波电路对抑制电磁波干扰（EMI）有不同的效果。因为不同波段的电磁波所产生的感抗是不一样的，因此设计电路所选用的电容和电感也就不同。对衰减电磁干扰的能力按照设计要求而定。从理论上说，电路的电抗是阻抗、感抗和容抗的矢量和，即。要想使电磁干扰不大于，必须使用合适的电感、电容，以最大限