【正文】 5%，UImin=90V，求得IAVG=初級峰值電流IP （）把IAVG=，KRP=，Dmax=%代入式（）得，IP=初級脈動電流IR由式（）可得 IR= KRPLpIp178。已知開關電源的輸出功率為50W，初級脈動電流與峰值電流的比例系數(shù)KRP=，開關頻率f=100kHz，損耗分配系數(shù)Z=，電源效率η=85%，IP=，將這些數(shù)值代入式（）得 Lp= μH (10) 選擇高頻變壓器并查找其參數(shù)可從設計手冊中查出，當Po=50W時可供選擇的鐵氧體磁芯型號。在此我們采用常規(guī)漆包線，故選用EE30型磁心。(11) 計算次級匝數(shù)Ns對于100V/115V交流輸入，次級繞組可取1匝/V；。(13) 計算反饋繞組匝數(shù) （）配有TL431的光耦反饋電路UFB 一般取12V，UF1=，Ns=15，將這些值連同Uo=24V一起帶入式（），求得NF=。 (15) 驗證初級導線的電流密度J是否滿足初級有效值電流IRMS=。查表可知，完全可滿足要求。(17) 磁芯的氣隙寬度式（）中，δ的單位是mm。氣隙δ應加在磁芯的磁路中心處，要求δ≥。由此得到公式 （）將ISP=，Dmax=%，KRP=（）中求得，ISRMS=。此外，用雙線并繞方式還能減小次級導線的電阻值，降低功率損耗。表5：設計24V、50W開關電源的電子數(shù)據(jù)表格ABCDEF1輸入中間過程輸出單位參數(shù)說明2參數(shù)數(shù)據(jù)保留數(shù)據(jù)計算結果24V、50W開關電源3umin85V交流輸入電壓最小值4umax265V交流輸入電壓最大值5fL50Hz電網(wǎng)頻率6f100kHz開關頻率7Uo24V直流輸出電壓8Po50W輸出功率9η85%電源效率10Z損耗分配系數(shù)11UFB12V反饋電壓12tc3ms整流橋導通時間13CINμF輸入濾波電容1415輸入TOPSWitchII的變量16UOR135V初級繞組感應電壓17UDS（ON）10VTOPSWitchII的漏源導通電壓18UF1V次級繞組肖特基整流管正向壓降19UF2V反饋電路中高速開關整流管正向壓降20KRP%初級繞組脈動電流IR與峰值電流IP比例系數(shù)2122輸入高頻變壓器的結構參數(shù)23EE30鐵氧體磁芯型號24SJcm2磁芯有效橫截面積25lcm有效磁路長度26ALμH/匝磁芯不留間隙時的等效電感27bmm骨架寬度28M3mm安全邊距（安全邊界寬度）29d2層初級繞組匝數(shù)30Ns15匝次級繞組匝數(shù)3132直流輸入電壓參數(shù)33UImin90V直流輸入電壓最小值34UImax375V直流輸入電壓最大值3536初級繞組電流波形參數(shù)37Dmax%最大占空比（對應于umin時）38IAVGA輸入電流平均值39IPA初級繞組峰值電流40IRA初級繞組脈動電流41IRMSA初級繞組有效電流值4243變壓器初級繞組設計參數(shù)44LPμH初級繞組電感量45NP83匝初級繞組匝數(shù)46NF8匝反饋繞組匝數(shù)47ALGμH/匝磁芯留間隙后的等效電感48BMT最大磁通密度（BM=~）49BACT磁芯損耗交流磁通密度（峰峰值）50μr1976磁芯無氣隙時的相對磁導率51δmm磁芯的氣隙寬度（δ≥）52αmm有效骨架寬度53DPMmm初級繞組導線的最大外徑（帶絕緣層）54emm估計的絕緣層總厚度(厚度2)55DPmmm初級繞組導線的裸線直徑56公制φmm初級繞組導線規(guī)格57SPmm178。次級繞組線圈最小橫截面積67公制φmm次級繞組導線規(guī)格68DSmmm次級繞組導線最小直徑（裸線）69DSMmm次級繞組導線最大直徑（帶絕緣層）70NSSmm次級繞組絕緣層最大厚度7172電壓極限參數(shù)73UDmax573V最高漏極電壓估算值（包括漏感的作用）74U（BR）SV次級繞組整流管最高反向峰值電壓75U（BR）FBV反饋電路整流管的最高反向峰值電壓(24) 部分參數(shù)的補充對于表5中交流磁通密度有兩個計算公式： （） （）式中最大磁通密度BM=，KRP=，代入式（）算出BAC=。還可用來保護單片開關電源集成電路、MOS 功率器件以及其他對電壓敏感的半導體器件[10]。TVS的符號與穩(wěn)壓管相同 ，（b），（c）所示。 IR是最大反向漏電流。因IP、IT、IR分別屬于A、 mA、μA這三個數(shù)量級，故IPIT IR。PP值通常是在脈寬1ms、脈沖上升沿為10μs、D=％的條件下測出的，使用時不得超過此值。其性能要優(yōu)于壓敏電阻器（VSR），且參數(shù)的一致性好。當t≤t0時，iF=IF。從t2到t3的反向恢復過程與電容器放電過程有相似之處。快恢復二極管的反向恢復時間一般為幾百ns，～，正向電流是幾A至幾 kA，反向峰值電壓可達幾百V至幾kV。對管內(nèi)部包含兩只快恢復或超快恢復二極管，根據(jù)兩只二極管接法的不同，又有共陰對管、共陽對管之分。35200P6KE200（200V/5W）BYV26C對于TVS和阻塞二極管，還可以選取其它型號的管子，如表7和表8所示：表7 單片開關電源常用TVS的型號型號Un/VP/Wt/nsP6KE919151P6KE15015051P6KE2002005(600*)1BZY97C1201201BZY97C2002001BZT03C1201201表8 阻塞二極管選取原則單片開關電源集成電路阻塞二極管的反向耐壓超快恢復二極管型號示例TOP100系列400UF4004BYV26BMUR140TOP200系列600UF4005BYV26CMUR160TOPSwitchII系列600UF4005BYV26CMUR160 輸出整流管的選取開關電源的輸出整流管宜采用肖特基二極管，這有利于提高電源效率。由式（）可計算出U(BR)S=。當UO≥30V時，須用耐壓100V以上的超快恢復二極管來代替肖特基二極管，此時電源效率略有下降。它表示在電容器的等效電路中，與之相串聯(lián)的代表電容器損耗的等效電阻，簡稱串聯(lián)損耗電阻，則可計算出功率損耗P=。通過查手冊我們確定選取COUT=1000μF/35V。、1/4W，本設計采用連續(xù)模式，此電阻不可省略。目前在單片精密開關電源中，普遍用它來構成外部誤差放大器，再與線性光耦合器組成隔離式光耦反饋電路。其動態(tài)阻抗低。K為陰極，需經(jīng)限流電阻接正電源。它相當于一只可調式齊納穩(wěn)壓管，輸出電壓由外部精密電阻R1和R2來設定，有公式Uo=UKA=（1＋R1／R2） （）R3是IKA的限流電阻。 光耦合器的選擇光耦合器（Optical Coupler，英文縮寫為OC）亦稱光電隔離器或光電耦合器，簡稱光耦。近年來問世的線性光耦合器能夠傳輸連續(xù)變化的模擬電壓或模擬電流信號，使其應用領域大為拓寬。光耦合器的技術參數(shù)主要有發(fā)光二極管正向壓降VF、正向電流IF、電流傳輸比CTR、輸入級與輸出級之間的絕緣電阻、集電極發(fā)射極反向擊穿電壓V(BR)CEO、集電極發(fā)射極飽和壓降VCE(sat)。其公式為： （）采用一只光敏三極管的光耦合器，CTR的范圍大多為20%～300%（如4N35），而PC817則為80%～160%，達林頓型光耦合器（如4N30）可達100%～5000%。 光耦合器CTRIF特性曲線，普通光耦合器的CTRIF特性曲線呈非線性，在IF較小時的非線性失真尤為嚴重，因此它不適合傳輸模擬信號。(2) 線性光耦合器的選取原則在設計光耦反饋式開關電源時必須正確選擇線性光耦合器的型號及參數(shù)，選取原則如下：①光耦合器的電流傳輸比(CTR)的允許范圍是50%～200%。③由英國埃索柯姆(Iso)公司、美國摩托羅拉公司生產(chǎn)的4N系列(如4N25 、4N24N35)光耦合器，目前在國內(nèi)應用地十分普遍。它是20世紀90年代問世的一種新型過流保護器件。其中，RXE系列為圓片形，RUE系列屬方 形，miniSMD為小型化表面安裝器件，SRP系列為片狀[17]。當工作電流通過自恢復保險絲時所產(chǎn)生的熱量很小，不會改 變聚合物內(nèi)部的晶狀結構。自恢復保險絲的電阻－，共分5個階段：當溫度較低時，其 發(fā)熱量與散熱量達到動態(tài)平衡（階段1）；即使電流稍大或環(huán)境溫度略微升高，增加的熱量仍可散發(fā)到空氣中（階段2）；但是，若電流進一步增大（階段3），直至發(fā)熱量大于散熱量時（階段4），自恢復保險絲的溫度就會迅速升高，很小的溫度變化量就會造成電阻值急劇增大，阻擋住電流通過，保護設備免受損害；階段5則屬于禁用區(qū)。(2) 自恢復保險絲的選取表11部分型號自恢復保險絲參數(shù)產(chǎn)品型號工作電壓最大值（V）中斷電流最大值（A）功耗（W）MFR166040100MFRX6040MFMSMF66040100MFNSMF63010100已知所設計電路的Uo=24V，Io=，故選用MFNSMF型號的保險絲。正常情況下UG較低，SCR關斷。 輸入欠電壓保護電路當直流輸入電壓UI低于下限值時，經(jīng)RR2分壓后使VT的基極對地電壓UB≤，于是VT和VD4均導通，迫使Uc﹤，立即將TOPSWitchII關斷。若交流電壓u突然發(fā)生掉電，U1就隨C1的放電而衰減，使Uo降低，一旦Uo降到自動穩(wěn)壓范圍之外，C4開始放電，同樣可將TOPSWitchII關斷[4]。正常工作時Css不起作用，斷電后Css可限制經(jīng)R2放電。令R1上的電流為IR1，VT2的集電極電流為IC2，光耦輸入電流(即LED工作電流)為IF，顯然IR1=IC2=IF，并且它們隨u、IO和光耦的電流傳輸比CTR值而變化。將IC=，CTR=120％代入式()得出，IR1=。圖中，R7為VT1的基極偏置電阻，因基極電流很小，而R3上的電流很大，故可認為VT1的發(fā)射結壓降UBEI全部降落在R3上。當TA=25℃時，T=298K,kT/q=。取R6=220Ω時，IR6=IC1=UR6/R6=。100%=(）其主要工作原理是，主開關Q開通時的di/dt應力、關斷時的dv/dt應力分別受LC1所限制，利用LCC2之間相互的諧振及能量轉換，實現(xiàn)對主二極管D反向恢復電流的抑制，使開關損耗、EMI大大減少。限流的延遲時間取決于時間常數(shù)（R2C2），～。 IGBT驅動電路[21] 電磁干擾濾波器的設計 開關電源電磁干擾的產(chǎn)生機理 開關電源產(chǎn)生的干擾,按噪聲干擾源種類來分,可分為尖峰干擾和諧波干擾兩種。(2) 開關管工作時產(chǎn)生的諧波干擾另外,功率開關管在截止期間,高頻變壓器繞組漏感引起的電流突變,也會產(chǎn)生尖峰干擾。這種通過電磁輻射產(chǎn)生的干擾稱為輻射干擾。用射頻電流探頭是測量差模 共模干擾最簡單的方法，但測量結果與標準限值比較要經(jīng)過較復雜的換算。交流側濾波：開關電源的交流電源線輸入端插入共模和差模濾波器，防止開關電源的共模和差模噪聲傳遞到電源線中，影響電網(wǎng)中其它用電設備，同時也抑制來自電網(wǎng)的噪聲。為了防止磁芯在較大的磁場強度下飽和而使扼流圈失去作用，扼流圈的磁芯必須采用高頻特性好且飽和磁場強度大的恒μ磁芯。 濾波器(2) 減小脈沖變壓器的漏感及分布電容對于多路輸出的開關電源，輸出功率最大的那個次級繞組應靠近初級，以增加耦合，減小磁場泄漏。為減小分布電容，應盡量減小每匝導線的長度，并將初級繞組的始端接漏極，利用一部分初級繞組起到屏蔽作用，減小相鄰繞組的分布參數(shù)耦合程度。對于脈沖變壓器內(nèi)部而言的屏蔽，即在一次側和二次側間加屏蔽層，簡單的辦法，用漆包線均勻繞滿骨架一層，繞組的一端接高壓+V端，另一