采用TOPSwitch的單端正激式電源的電路分析與設(shè)計(jì)

當(dāng)i_m(i)=I_sm時(shí)，B=B_max，H=H_max，則去磁電流最大值為

I_sm=I_pm(7)

式中：l_c為磁路長(zhǎng)度；

I_pm為初級(jí)電流的峰值。

根據(jù)圖2（b）去磁電流的波形可以得到去磁電流的平均值和去磁電流的有效值Is分別為

=dt=（8）

I_s==（9）

下面討論當(dāng)N_P=N_S，D_max=0.5與N_P=N_S，D_max=0.3時(shí)的去磁電流的平均值和有效值。設(shè)上述兩種情況下的H_max或B_max相等，即兩種情況下勵(lì)磁繞組的安匝數(shù)相等，則有

I_m1N_P1=I_m2N_P2（10）

式中：N_P1為D_max=0.5時(shí)的勵(lì)磁繞組匝數(shù)；

N_P2為D_max=0.3時(shí)的勵(lì)磁繞組匝數(shù)；

設(shè)L_m1及L_m2分別為D_max=0.5和D_max=0.3時(shí)的初級(jí)繞組勵(lì)磁電感，則有

I_m1=×0.5T為D_max=0.5時(shí)的初級(jí)勵(lì)磁電流；

I_m2=×0.3T為D_max=0.3時(shí)的初級(jí)勵(lì)磁電流。

由式（10）及L_m1，L_m2分別與N_P12，N_P22成正比，可得兩種情況下的勵(lì)磁繞組匝數(shù)之比為

（11）

及

（12）

當(dāng)N_S1=N_P1時(shí)和N_S2=2N_P2時(shí)去磁電流最大值分別為

I_sm1=Im₁=I_m（13）

I_sm2=I_m2=I_m（14）

將式（10）～（14）有關(guān)參數(shù)代入式（8）～（9）可得到，當(dāng)D_max=0.5時(shí)和D_max=0.3時(shí)的去磁電流平均值及與有效值I_s1及I_s2分別為

=I_m I_s1=0.408I_m （D_max=0.5）

≈0.29I_m I_s2=0.483I_m （D_max=0.3）

從計(jì)算結(jié)果可知，采用N_S=2N_P設(shè)計(jì)的去磁繞組的電流平均值或有效值要大于N_S=N_P設(shè)計(jì)的去磁繞組的電流值。因此，在選擇去磁繞組的線徑時(shí)要注意。

3 高頻變壓器設(shè)計(jì)

由于外圍電路元件少,該電源設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是高頻變壓器,下面給出其設(shè)計(jì)方法。

3.1 磁芯的選擇

按照輸出V_o=15V，I_o=1.5A的要求，以及高頻變壓器考慮6％的余量，則輸出功率P_o=1.06×15×1.5=23.85W。根據(jù)輸出功率選擇磁芯，實(shí)際選取能輸出25W功率的磁芯，根據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)選用EI25，查表可得該磁芯的有效截面積A_e=0.42cm²。

3.2 工作磁感應(yīng)強(qiáng)度ΔB的選擇

ΔB=0.5B_S，B_S為磁芯的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，由于鐵氧體的B_S為0.2～0.3T，取ΔB=0.15T。

3.3 初級(jí)繞組匝數(shù)N_P的選取

選開關(guān)頻率f=100kHz（T=10μs），按交流輸入電壓為最低值85V，E_min≈1.4×85V，D_max=0.3

計(jì)算則

N_P===52.6取N_P=53匝。