正激式电源原理设计PPT课件.pptx

正激式电源是一种常见的开关电源类型，其工作原理和设计要点是电源工程师需要掌握的关键知识。在设计正激式电源时，首先要考虑磁性材料的选择，常见的芯材包括TDK的PC40/44、PC50，菲利浦的3F3、3F4，以及国产的金宁R2KD、R2KBD、R2KB1和南京新康达的HP2、HP3等。这些磁芯通常选取罐型，因为它们具有良好的屏蔽效果，有助于解决电磁干扰（EMI）中的辐射问题。同时，磁芯的选取还需考虑发热元件的布局，确保温度分布均匀，并且要降低纹波和提高效率。 正激式电源的电路原理可概括为：它类似于带有变压器的Buck型变换器。输出电压UO由初次级匝比(Ns/Np)、占空比D和输入电压Uin决定。在正脉冲作用下，功率开关导通，变压器初级绕组流过电流，该电流分为磁化电流和与输出电流等效的初级电流。磁化电流通过等效开环电感，而与输出电流成正比的部分则通过初次级匝比反比关系传递到次级。 在正激式电路中，去磁绕组（N3）的作用是确保在功率开关关断后，磁通能够复位。例如，在36V至72V直流输入、5V/6A输出的模块电源设计中，去磁绕组与初级绕组的匝比为1时，去磁电压Udsr为144V。在这种情况下，可能会选择反峰Uds为200V的IRF630场效应管，但这种高耐压的选择在宽范围输入电源设计中并不经济。 变压器的复位电路设计是关键，通常采用二极管和电容组合来实现。当开关晶体管截止时，变压器的反向电动势通过二极管Dr导通，同时对电容Cr充电。变压器复位的条件是电阻Rr消耗的功率等于变压器储存的能量。通过调整Rr的值，可以在Tr1的OFF期间内完成复位，且复位电压Vr一般设定为输入电压Vin。为了提高效率，可以采用变压器的复位绕组N3，这样可以回收能量，通过调整N3的匝数来控制复位电压Vr，使其在短时间内完成复位，且Vr通常设定为Vin。 正激式变压器的设计与反激式类似，但多了一个复位绕组N3，其匝数与圆边绕组相同。正激式变压器的特点是输出侧初级和次级极性相同，能量在开关管导通期间传输。次级整流电路通常采用扼流线圈输入型平均值整流方式。 在设计变压器时，需要计算工作周期T、最大导通时间Tonmax、次级最小输出电压Voutmin、变压器的匝比和次级匝数。工作周期T由开关频率f决定，最大导通时间Tonmax由占空比Dmax（通常取0.42）和工作周期T确定。次级电压计算涉及输出电压Vout、输出电感压降VL和输出整流二极管压降VD。变压器的匝比N由次级最小输出电压Voutmin和最小输入电压Vinmin（转换为直流）计算得出，而次级匝数则基于变压器的总匝数和初级匝数。 通过以上分析，我们可以看到正激式电源设计涉及到磁性材料选择、电路原理、变压器设计和参数计算等多个方面，每个环节都需要精确计算和优化，以确保电源的高效、稳定和低噪声运行。