开关电源变压器设计   
开关变压器是将DC电压﹐通过自激励震荡或者IC它激励间歇震荡形成高频方波﹐通过变压器耦合到次级,整流后达到各种所需DC电压﹒
变压器在电路中电磁感应的耦合作用﹐达到初﹒次级绝缘隔离﹐输出实现各种高频电压﹒
目的﹕减小变压器体积﹐降低成本﹐使设备小形化﹐节约能源﹐提高稳压精度﹒ N
工频变压器与高频变压器的比较﹕
                    工频                                      高频
E＝4.4f N Ae Bm    f=50HZ                  E＝4.0f N Ae Bm  f=50KHZ  N Ae Bm
效率﹕            η=60-80 %  (P2／P2+Pm+ PC)        η>90% ((P2／P2+Pm) 
功率因素﹕        Cosψ=0.6-0.7 (系统100W供电142W)    Cosψ>0.90 (系统100W供电111W)
稳压精度﹕        ΔU%=1%    (U20-U2／U20*100)    ΔU<0.2%
适配.控制性能﹕    差                              好
体积.重量          大                              小
EMI濾波電路
整流濾波
隔離變壓器
整流濾波電路
PWM控制電路
間隙震蕩﹒功率因素改善﹒保護電路﹒IC
光電
耦合
電路
取樣﹒放大
AC
AC
DC
DC
SPS開關電源方框圖
分立元件
IC
（典形電路）
开关变压器主要工作方式
一.隔离方式:      有隔离; 非隔离          (TV&TVM11)
二.激励方式:      自激励; 它激励          (F+ & IC)
三.反馈方式:      自反馈;  它反馈        (F- & IC)
四.控制方式:      PWM:    PFM          (T & TON)
五.常用电路形式:  FLYBACK & FORWARD
非隔离:P-S共用地﹐俗稱熱底板
有隔离:P-S不共用地
一.隔离方式:
   
                                                 
S2
S1
P=300V
220V*√2-VD
F－
取樣
分立元件震蕩
P=300V
S1=120V
S1=110V
vimaxS2=57V
F＋
激勵
S3=16V
分立元件
                                           
自激勵﹕用變壓器F+自激勵震蕩
它激勵﹕用集成IC它激勵間歇震蕩
二.激励方式:
                       
                                               
S1=85V
S1=120V
S1=120V
S2=12V
S1=40V
ＩＣ
P=40V
P=300V
S3= ±12V
F+=5VV
S2=5V
控制電路
Vo
Vi
单端反激励 (Flyback)
控制電路
Vo
Vi
Tr
单端正激励 (Forward)
        -
Tr
      +
Tr:Ton                  IRL                                                              IRL
开关变压器主要设计参数
静态测试参数:
                    RDC.  L.  LK.  LDC.  TR.  IR.  HI-POT.    IVO-P.    Cp.  Z.  Q.…………..
动态测试参数:
                    Vi.  Io.  Vo.  Ta.        U.  F  Dmax………….         
材料选择参数
                CORE:            P.    Pc.    ui.  AL.  Ae.  Bs…….
                WIRE:          Φ ℃ .  ΦImax.      HI-POT……..     
                BOBBIN:    UL94 V--O.( PBT.    PHENOLIC.    NYLON)……….
                TAPE:          ℃ .    δh.    HI-POT……..     
制程设置要求
PN…(SOL.SPC).PN//PN.PN-PN.  SN(SOL.SPC).Φn.  Mtape:δ&w  TAPE:δ&w.  V℃…….. 
三.反馈方式:               
它反饋﹕用集成IC接受輸出光電
耦合信號﹐調整Ton,達到輸出穩定﹒
自反饋﹕用變壓器F-同步于主輸出
調整理Ton,達到輸出穩定﹒
;                  它
                                 
IC
S1=120V
S2=5V
S1=85V
S3= +20V
S4= +12V
P=300V
P=300V
220V*√2-VD
F+=5V
S2=26V
S3=16V
F-= 12V
S1=120V
激勵
取樣
分立元件
F＋=8V
四.控制方式:      PWM:                        PFM
Ton恒定
T可變
Ton可變
T恒定
脉冲宽度调制                脉冲频率调制
五.常用电路形式:       
单端反激励FLYBACK                  单端正激励 FORWARD
控制電路
Vo
Vi
Tr
控制電路
Vo
Vi
Tr
Ton
Rfz
Toff
Rfz
               
开关变压器主要设计参数
静态测试参数:
                    RDC.  L.  LK.  LDC.  TR.  IR.  HI-POT.    IVO-P.    Cp.  Z.  Q.…………..
动态测试参数:
                    Vi.  Io.  Vo.  Ta.        U.  F  Dmax………….         
材料选择参数
                CORE:            P.    Pc.    ui.  AL.  Ae.  Bs…….
                WIRE:          Φ ℃ .  ΦImax.      HI-POT……..     
                BOBBIN:    UL94 V--O.( PBT.    PHENOLIC.    NYLON)……….
                TAPE:          ℃ .    δh.    HI-POT……..     
制程设置要求.. 
傳遞磁能區間增加
加GAP曲線Br下降﹐ΔB增加
傳遞能力增大﹒
Bs:飽和磁通(束)密度Br:殘留磁通(束)密度
Hs: 飽和磁場強度Hc:保磁力(矯頑力)
Ui:初始導磁率
单端反激励FLYBACK调节TON使能量守恒定1/2*LP*IPK2=1/2*LS*ISK2
Ton          Br                Bm
I
2Bac
Idc
H
B
Bdc
Bm
Br
Toff          Bm                Br
開關變壓器應用磁滯回線描述
                                                                           
變壓器導通Ton和截止Toff的變化
單端反激勵(Flyback)
一.波形
Ton
             

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