【正文】 S=，U（BR）FB=。導(dǎo)線外徑（單位是mm）的計(jì)算公式為 （）將b=，M=3，Ns=15匝一并代入式（）中得到，DSM=。與單股粗導(dǎo)線繞制方法相比，雙線并饒能增大次級(jí)繞組的等效橫截面積，改善磁場(chǎng)耦合程度，減少磁場(chǎng)泄感及漏感。(21) 計(jì)算出濾波電容上的紋波電流IRI先求出輸出電流Io=Po/Uo=50W/24V=，再代入式（）： （）將ISRMS=，Io=（）中計(jì)算出，IRI=(22) 計(jì)算次級(jí)裸導(dǎo)線直徑有公式 （）將ISRMS=，J=（）中求出，DSm=。因此，計(jì)算次級(jí)有效值電流ISRMS時(shí)，需將式（）中的IRMS、Ip、Dmax依次換成ISRMS、ISP、（1Dmax）。 （）(18) 計(jì)算留有氣隙時(shí)磁芯的等效電感 （）將Lp= μH，Np=83匝代入式（）得到，ALG=178。一并代入式（）得到，δ=。將SJ=178。一并代入式（）中，得到BM=。故不選用。若J﹤4 A/mm2，宜選較細(xì)的導(dǎo)線和較小的磁芯骨架，使J﹥4 A/mm2，亦可適當(dāng)增加NS的匝數(shù)。計(jì)算電流密度的公式為 （）將DPm=，IRMS=（）中得到J=?？鄢崞ず?，裸體導(dǎo)線的內(nèi)徑DPm=。實(shí)取8匝。(12) 計(jì)算初級(jí)匝數(shù)Np （）已知Ns=15匝，UOR=135V，Uo=24V，UF1=，將這些值一同帶入式（），可求得Np=，實(shí)取83匝?，F(xiàn)已知u=85~265V，Uo=24V，因此次級(jí)匝數(shù)為（Uo+ UF1）（24V+）。b=。由手冊(cè)中查出SJ=178。若采用三重絕緣線，則選EF30型磁芯。若用常規(guī)漆包線繞制，可選EE30或EE35型，型號(hào)中的數(shù)字表示磁芯長(zhǎng)度A=30mm或35mm。初級(jí)電感量由下式?jīng)Q定： （）式中，Lp的單位是μH?！?89。(9) 初級(jí)電感量Lp的計(jì)算在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，由初級(jí)傳輸給次級(jí)的磁場(chǎng)能量變化范圍是189。IP==初級(jí)有效值電流IRMS （）將IP=，Dmax=%，KRP=（）的得，IRMS=(8) 芯片及結(jié)溫的確定所選芯片的極限電流最小值ILIMT（min）應(yīng)滿足下式ILIMT（min）≥IP/ （）即ILIMT（min）≥，于是我們就選取了TOP225YTJ由下式確定 （），=20℃/W，TA=40℃，代入式（）得TJ=74℃。(6) 確定初級(jí)紋波電流IR與初級(jí)峰值電流IP的比值KRP定義比例系數(shù) （）表4 根據(jù)u來(lái)確定KRPu/VKRP最小值（連續(xù)模式）最大值（不連續(xù)模式）固定輸入：100/115通用輸入：85~265固定輸入：230177。(5) 根據(jù)UImin和UOR來(lái)確定最大占空比DmaxDmax的計(jì)算公式為 （）已知UOR=135V，UImin=90V，將UDS(ON)設(shè)為10V，一并代入式（），求得Dmax=%，這與典型值67%已經(jīng)很接近了。由于上述不利情況同時(shí)出現(xiàn)，極易損壞芯片，因此需給初級(jí)增加鉗位保護(hù)電路。感應(yīng)電壓UOR就與UI相疊加后，加至內(nèi)部功率開(kāi)關(guān)管（MOSFET）的漏極上。(4) 確定UOR、UB的值表3 確定UOR、UB值u/V初級(jí)感應(yīng)電壓UOR/V鉗位二極管反向擊穿電壓UB/V固定輸入：100/1156090通用輸入：85~265135200固定輸入：230177。Po值≥90固定輸入：230177。表2 確定CIN、UImin值u/VPo/W比例系數(shù)/（μF/W）CIN/μFUImin/V固定輸入：100/115已知2~3（2~3）1177。177。配穩(wěn)壓管的光耦反饋電路12177。5177。177。表1 反饋電路的類型及UFB的參數(shù)值反饋電路類型UFB/VUo的準(zhǔn)確度/（%）Sv/（%）SI/（%）基本反饋電路177。會(huì)增加電容器成本，而且對(duì)于提高UImin值和降低脈動(dòng)電壓的效果并不明顯。CIN值選的過(guò)低，會(huì)使UImin的值大大降低，而輸入脈動(dòng)電壓UR卻升高。(3) 輸入濾波電容CIN、直流輸電壓最小值UImin的確定由表2可知在通用85~265V輸入時(shí)，CIN、UImin的值都可大概確定，其中，我們確定UImin的值為90V，而輸入濾波電容的準(zhǔn)確值不能從此表中得出。在此，我們選取Z=。(1) 確定開(kāi)關(guān)電源的基本參數(shù)交流輸入電壓最小值umin=85V交流輸入電壓最大值umax=265V電網(wǎng)頻率fL=50Hz開(kāi)關(guān)頻率f=100kHz輸出電壓Uo=24V輸出功率Po=50W電源效率η=85%損耗分配系數(shù)Z：Z代表次級(jí)損耗和總損耗的比值。TOPSwitchII器件集PWM信號(hào)控制電路及功率開(kāi)關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）于一體，只要配以少量的外圍元器件，就可構(gòu)成一個(gè)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、成本低、性能穩(wěn)定、制作及調(diào)試方便的單端反激式單片開(kāi)關(guān)電源。為了進(jìn)一步追求開(kāi)關(guān)電源的小型化和低成本，人們不斷研制成功一些復(fù)合型單片開(kāi)關(guān)電源集成電路芯片。反之亦然[3]。設(shè)穩(wěn)壓管VDZ2的穩(wěn)定電壓為UZ2，限流電阻R1兩端的壓降為UR，光耦合器中LED發(fā)光二極管的正向壓降為UF，輸出電壓Uo由下式設(shè)定：Uo=UZ2+UF+UR （）則其穩(wěn)壓原理簡(jiǎn)述如下：當(dāng)由于某種原因致使Uo升高時(shí)，因UZ2不變，故UF隨之升高，使LED的工作電流IF增大，再通過(guò)光耦合器使TOPSWitchII控制端電流Ic增大。目前國(guó)際上流行采用配穩(wěn)壓管的光耦反饋電路。鉗位電路由瞬態(tài)電壓抑制器或穩(wěn)壓管（VDZ1）、阻塞二極管（VD1）組成，VD1應(yīng)采用超快二極管（SRD）。交流電壓u經(jīng)過(guò)整流濾波后得到直流高壓UI，經(jīng)初級(jí)繞組加至TOPSWitchII的漏極上。當(dāng)TOPSWitchII截止時(shí)VD2導(dǎo)通，能量傳輸給次級(jí)，刺激反擊是開(kāi)關(guān)電源的特點(diǎn)。由圖可見(jiàn)，高頻變壓器觸及繞組Np的極性（同名端用黑圓點(diǎn)表示），恰好與次級(jí)繞組Ns、反饋繞組NF的極性相反。 單片開(kāi)關(guān)電源電路基本原理。TOPSwitch器件通過(guò)預(yù)置V1m值來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)。在自啟動(dòng)階段（），控制電路處于低功耗的待命狀態(tài)，此時(shí)由于比較器A2的滯回特性，電子開(kāi)關(guān)頻繁地在高壓電流源和內(nèi)部電源之間進(jìn)行切換。（實(shí)際電路中C腳外部應(yīng)接入電容，以電容的充電過(guò)程控制Vc逐步升高，以完成電路的軟啟動(dòng)過(guò)程），其PWM反饋控制回路由Rc、比較器A1和F1等元件組成，控制極電壓Vc為控制電路提供電源，同時(shí)也是PWM反饋控制回路的偏置電壓，A2輸出高電平，與此同時(shí)PWM控制電流經(jīng)電阻R與振蕩器輸出的鋸齒波電流分別輸入PWM比較器A4的+/輸入端，這時(shí)因反饋電流較小從A3反向端輸入的鋸齒波信號(hào)經(jīng)門電路G3和G4送至RS觸發(fā)器B2的復(fù)位端+在鋸齒波信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)的共同作用下RS觸發(fā)器的輸出端Q被置為高電平，門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)（PWM信號(hào)）經(jīng)G6，G7兩次反相，送到開(kāi)關(guān)管F2的柵極，開(kāi)關(guān)管處于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，A2輸出高電平驅(qū)動(dòng)電子開(kāi)關(guān)動(dòng)作，控制電路的供電切換至內(nèi)部電源；正常工作時(shí)TOPSwitch器件通過(guò)外圍電路形成電壓負(fù)反饋閉環(huán)控制，調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)管的占空比實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。TOPSwitchII器件開(kāi)關(guān)頻率高，典型值為100kHz，允許范圍為90110kHz，開(kāi)關(guān)管占空比由C腳電流以線性比例控制。 TOPSWitchII的基本工作原理是利用反饋電流Ic來(lái)調(diào)節(jié)占空比D，達(dá)到穩(wěn)壓目的。主要包括10部分：控制電壓源；帶隙基準(zhǔn)電壓源；振蕩器；并聯(lián)調(diào)整器/誤差放大器；脈寬調(diào)制器；門驅(qū)動(dòng)級(jí)和輸出級(jí)；過(guò)電流保護(hù)電路；過(guò)熱保護(hù)及上電復(fù)位電路；高壓電流源。 TOPSwitchII的管教排列圖TOPSwitchII的三個(gè)管腳分別為控制信號(hào)輸入端C（CONTROL）、主電源輸入端D（DRAIN）、電源公共端S（SOURCE），其中S端也是控制電路的基準(zhǔn)點(diǎn)。其中TO220封裝自帶小散熱片，屬典型的三端器件，本文主要采用此種封裝形式的芯片。 工作原理 TOPSwitchII的結(jié)構(gòu)及工作原理TOPSwitchII器件為三端隔離反激式脈寬調(diào)制單片開(kāi)關(guān)電源集成電路，但與其第一代產(chǎn)品相比，它不僅在性能上有進(jìn)一步改進(jìn)，而且輸出功率有顯著提高，現(xiàn)已成為國(guó)際上開(kāi)發(fā)中、小功率開(kāi)關(guān)電源及電源模塊的優(yōu)選集成電路。第2章 方案論證 概述整個(gè)系統(tǒng)以TOPSwitchII芯片為核心，順序流程連接各個(gè)功能模塊，完成了將普通市電轉(zhuǎn)化成所需要的穩(wěn)定電流和電壓。我們這次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是研究TOPSwitchII開(kāi)關(guān)電源以及相關(guān)的PCB設(shè)計(jì)制作，力圖使電路簡(jiǎn)單且易于調(diào)試，盡最大可能的方便用戶的使用。 目前對(duì)這種開(kāi)關(guān)電源的研究很活躍，因?yàn)椴捎眠@種方式不需要大幅度提高開(kāi)關(guān)速度就可以在理論上把開(kāi)關(guān)損耗降到零，而且噪聲也小，可望成為開(kāi)關(guān)電源高頻化的一種主要方式。不過(guò)，對(duì)1MHz以上的高頻，要采用諧振電路，以使開(kāi)關(guān)上的電壓或通過(guò)開(kāi)關(guān)的電流呈正弦波，這樣既可減少開(kāi)關(guān)損耗，同時(shí)也可控制浪涌的發(fā)生。這樣，不僅會(huì)影響周圍電子設(shè)備，還會(huì)大大降低電源本身的可靠性。要提高開(kāi)關(guān)頻率，就要減少開(kāi)關(guān)損耗，而要減少開(kāi)關(guān)損耗，就需要有高速開(kāi)關(guān)元器件。目前，開(kāi)關(guān)電源以小型、輕量和高效率的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于以電子計(jì)算機(jī)為主導(dǎo)的各種終端設(shè)備、通信設(shè)備等幾乎所有的電子設(shè)備，是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源方式。Roger)發(fā)明的自激振蕩推挽晶體管單變壓器直流變換器，是實(shí)現(xiàn)高頻轉(zhuǎn)換控制電路的開(kāi)端，1957年美國(guó)查賽（Jen Sen)發(fā)明了自激式推挽雙變壓器，1964年美國(guó)科學(xué)家們提出取消工頻變壓器的串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源的設(shè)想，這對(duì)電源向體積和重量的下降獲得了一條根本的途徑。目前，單片開(kāi)關(guān)電源已形成四大系列、近70種型號(hào)的產(chǎn)品。該公司于1998年又推出了高效、小功率、低價(jià)格的四端單片開(kāi)關(guān)電源TinySwitch系列。1994年，美國(guó)PI公司在世界上首先研制成功三端隔離式脈寬調(diào)制型單片開(kāi)關(guān)電源，被人們譽(yù)為“頂級(jí)開(kāi)關(guān)電源”。其特點(diǎn)是將脈寬調(diào)制器、功率輸出級(jí)、保護(hù)電路等集成在一個(gè)芯片中，使用時(shí)需配工頻變壓器與電網(wǎng)隔離，適于制作低壓輸出（～40V）、大中功率（400W以下）、大電流（～10A）、高效率（可超過(guò)90%）的開(kāi)關(guān)電源。這大致分兩個(gè)階段：80年代初意－法半導(dǎo)體有限公司（SGS－Thomson）率先推出L4960系列單片開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓器。90年代以來(lái)，國(guó)外又研制出開(kāi)關(guān)頻率達(dá)1MHz的高速PWM、PFM（脈沖頻率調(diào)制）芯片，典型產(chǎn)品如UC182UC1864。第一個(gè)方向是對(duì)開(kāi)關(guān)電源的核心單元——控制電路實(shí)現(xiàn)集成化。 開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展簡(jiǎn)況開(kāi)關(guān)電源被譽(yù)為高效節(jié)能電源，它代表著穩(wěn)壓電源的發(fā)展方向，現(xiàn)已成為穩(wěn)壓電源的主流產(chǎn)品。隨著生產(chǎn)、生活中自動(dòng)化程度的不斷提高，開(kāi)關(guān)電源也朝著智能化方向發(fā)展，由微控制器控制的開(kāi)關(guān)電源將單片開(kāi)關(guān)電源與單片機(jī)控制相結(jié)合，更加體現(xiàn)了開(kāi)關(guān)電源的可靠性和靈活性。開(kāi)關(guān)電源（Switching Power Supply）自問(wèn)世以來(lái)，就以其穩(wěn)定、高效、節(jié)能等優(yōu)良性能而成為穩(wěn)壓電源的主要產(chǎn)品。 flyback。s labor productivity, namely improve an output level of national unit39。The design of Singlechip Switching Power Supply and it’s PCB Abstract：Electric and electronic technology has already developed into an intact high science, the development of electric and electronic technology has driven the development of the technology of the power supply, and the development of power technology has promoted the development of industry of the power supply effectively. The technology of the power mainly serves information industry, the development of the information technology has put forward higher request to the power supply, thus promoted the development of technology of the power supply, and it just had the vigorous information industry and power industry now. Can39。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹_(kāi)關(guān)電源。首先介紹開(kāi)關(guān)電源的含義，開(kāi)關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開(kāi)關(guān)晶體管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開(kāi)關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制IC和MOSFET構(gòu)成。只有具有先進(jìn)性能的電源，加上合理的制作成本，才能使