推挽式开关电源变压器设计

洛 阳 理 工 学 院

毕

业 设 计（论 文） 题目＿推挽式开关电源的设计

2013年5月30 日

推挽式直流电源开关的设计

摘 要

电源是实现电能变换和功率传递的主要设备。在信息时代，农业、能源、交通运输、信息、国防、教育等领域的迅猛发展，对电源产业提出了更多、更高的要求、如节能、节电、节材、缩体、减重、环保、可靠、安全等。这就迫使电源工作者在电源研发过程中不断探索，寻求各种相关技术，做出最好的电源产品，以满足各行各业的要求。开关电源是一种新型电源设备，较之于传统的线性电源，其技术含量高，耗能低，使用方便，并取得了较好的经济效益。开关电源具有功耗小、效率高、稳压范围宽、体积小、等突出优点，在通信设备、数控装置、仪器仪表、影音设备、家用电器等电子电路中得到了广泛应用。本文首先介绍开关电源的基本原理，而后介绍广泛应用于开关电源的双端输出驱动器UC3524，并以驱动器UC3524为基础，通过打印机电源电路，讲述推挽式开关电源工作原理。

关键词：电能变换，开关电源，UC3524，推挽式开关电源

Design of a push-pull DC switching power supply

ABSTRACT

Power is to achieve power

变压器基础知识 1、变压器组成： 、变压器组成： 原边(初级primary side ) 绕组 原边(初级 副边绕组(次级secondary side ) 副边绕组(次级 原边电感(励磁电感) 原边电感(励磁电感)--magnetizing inductance 漏感---leakage inductance 漏感 副边开路或者短路测量原边 电感分别得励磁电感和漏感 匝数比： 匝数比：K=Np/Ns=V1/V2 2、变压器的构成以及作用： 、变压器的构成以及作用： 1)电气隔离 ) 2)储能 ) 3)变压 ) 4)变流 )2012-4-28 1

高频变压器设计程序： ●高频变压器设计程序： 1.磁芯材料 1.磁芯材料 2.磁芯结构 2.磁芯结构 3.磁芯参数 3.磁芯参数 4.线圈参数 4.线圈参数 5.组装结构 5.组装结构 6.温升校核 6.温升校核

2012-4-28

1.磁芯材料 1.磁芯材料 软磁铁氧体由于自身的特点在开关电源中应用很广泛。 软磁铁氧体由于自身的特点在开关电源中应用很广泛。 其优点是电阻率高、交流涡流损耗小，价格便宜， 其优点是电阻率高、交流涡流损耗小，价格便宜，易加 工成各种形状的磁芯。缺点是工作磁通密度低， 工成各种形

开关电源,高频,设计方法,正激,反激,变压器,设计,磁芯,电磁兼容

工艺·技术·应用

高频开关电源变压器的设计方法

姬海宁，兰中文，张怀武

（电子科技大学 微电子与固体电子学院，四川成都 610054）

摘 要：介绍了国内外高频开关电源变压器的研究现状及主要的设计方法。 关键词：开关电源；变压器；高频效应；功率损耗；设计方法

中图分类号：TM433 文献标识码：B 文章编号：1001-3830(2004)02-0031-05

Design Methods of Transformers in High Frequency

Switch Mode Power Supply

JI Hai-ning, LAN Zhong-wen, ZHANG Huai-wu

Institute of Microelectronics and Solid Electronics, University of Electronic Science and

Technology of China, Chengdu 610054, China

Abstract: This article introduces the c

开关电源,高频,设计方法,正激,反激,变压器,设计,磁芯,电磁兼容

工艺·技术·应用

高频开关电源变压器的设计方法

姬海宁，兰中文，张怀武

（电子科技大学 微电子与固体电子学院，四川成都 610054）

摘 要：介绍了国内外高频开关电源变压器的研究现状及主要的设计方法。 关键词：开关电源；变压器；高频效应；功率损耗；设计方法

中图分类号：TM433 文献标识码：B 文章编号：1001-3830(2004)02-0031-05

Design Methods of Transformers in High Frequency

Switch Mode Power Supply

JI Hai-ning, LAN Zhong-wen, ZHANG Huai-wu

Institute of Microelectronics and Solid Electronics, University of Electronic Science and

Technology of China, Chengdu 610054, China

Abstract: This article introduces the c

http://www.77cn.com.cn

设计流程简介

目的

希望以简短的篇幅，将公司目前设计的流程做介绍，若有介绍不当之处，请不吝指教. 设计步骤:

绘线路图、PCB Layout. 变压器计算. 零件选用. 设计验证.

设计流程介绍(以DA-14B33为例):

Ns(Vo+VD)x(1 D)

=

NpVin(min)xD

NS = 二次侧圈数 NP = 一次侧圈数 Vo = 输出电压 VD= 二极管顺向电压

Vin(min) = 滤波电容上的谷点电压

w

电w子w元.c件nt技roni术cs网.c om

变压器计算:

变压器是整个电源供应器的重要核心，所以变压器的计算及验证是很重要的，以下即就DA-14B33变压器做介绍. =

=

决定变压器的材质及尺寸:

=

依据变压器计算公式 =

=

LpxIp

B(max)=x100Gauss

线路图、PCB Layout请参考资识库中说明.

NpxAe

B(max) 铁心饱合的磁通密度(Gauss)

Lp 一次侧电感值(uH)

Ip 一次侧峰值电流(A)

Np 一次侧(主线圈)圈数

Ae 铁心截面积(cm2)

B(max) 依铁心的材质及本身的温度来决定，以TDK Ferrite Core PC40为例，100℃时的B(max)为390

开关电源,高频,设计方法,正激,反激,变压器,设计,磁芯,电磁兼容

一

嘴

月

公安通信

高频开关电源变压器的设计要求和方法开公安部第一项究所

王誉天

摘要介绍高频开关电源变压器的设计要求和设计方法关键词高频开关电源变压器的设计要求设计方法

。

一前官电源变压器的功能是功率传送电压变换和绝、

、

由输出电压来决定、

。

三高频开关电派变压器的设计方法由于开关电源变换器中的变压器兼有储能限流隔离的作用从而开关电源设计的关键是高频变压器的设计下面给出的方法供大家参考,

缘隔离作为一种主要电磁器件的高频开关电源变压器是工作频率超过中频,

,

、

的电源变压器

,

、

,

主要用于高频开关电源中也用于高频逆变电源和

。

高频逆变焊机中、

。

磁芯的选择按照输出变压器考虑二。,

二高频开关电派变压器的设计要求高频开关电源变压器的设计要求包括磁芯参数线圈参数等内容,

的要求,

,

以及高频

的余量

则输出功率,,

根据输出功率选择磁芯实际选取能

。

输出,,

功率的磁芯

根据有关设计手册选用二。

磁芯参数高频电源变压器磁芯参数设计中要特别注意工作磁通密度不只是受磁化曲线限制还要受损耗的限制同时还与功率传送的工作方式有关,

查表可得该磁芯的有效截面积

工作磁感应强度△,

八

的选择,

,

为磁芯的饱和磁感应强度由一,

,

。

对变,

于铁氧体的

为

30kHz高频开关电源变压器的设计

Designof30kHzHigh－frequencySMPSTransformer

南京电子技术研究所冯挹(南京210013)

在传统的高频变压器设计中，由于磁心材料的限制，其工作频率较低，一般在20kHz左右。随着电源技术的不断发展，电源系统的小型化，高频化和高功率比已成为一个永恒的研究方向和发展趋势。因此，研究使用频率更高的电源变压器是降低电源系统体积，提高电源输出功率比的关键因素。本文根据超微晶合金的优异电磁性能，通过示例介绍30kHz超微晶高频开关电源变压器的设计。

1变压器的性能指标

电路形式：半桥式开关电源变换器原理见图1：

工作频率f：30kHz

变换器输入电压Ui:DC300V 变换器输出电压U0:DC2100V 变换器输出电流Io:0.08A 整流电路：桥式整流 占空比D：1％～90％ 输出效率η:≥80％ 耐压：DC12kV

温升：＋50℃

工作环境条件:－55℃～＋85℃

2变压器磁心的选择与工作点确定

从变压器的性能指标要求可知，传统的薄带硅钢、铁氧体材料已很难满足变压器在频率、使用环境方面的设计要求。磁心的材料只有从坡莫合金、钴基非晶态合金

详细地论述了1.5MHz高频开关电源变压器设计全过程。该变压器可用于推挽正激等拓扑结构。文章介绍了变压器对高频开关电源的影响,分析了变压器磁芯的特性及变压器的设计方法。

维普资讯

15 z频开关电源变压器的设计方法 . MH高胡同，王京梅，中文兰

(电子科技大学微电子与固体电子学院四川成都 6 0 5 ) 10 4摘要：细地论述了 1 5详 . MHz高频开关电源变压器设计全过程。该变压器可用于推挽正激等4 4结构。文章介绍￣1 -了变压器对高频开关电源的影响，分析了变压器磁芯的特性及变压器的设计方法。 关键词：开关电源；高频；推挽拓扑；铜耗； e/ e变换器 D D中图分类号： TN8 6文献标识码：A

Th sg e h d fTr n f r ri . M Hz eDe in M t o so a so me n 1 5

Hih Fr q e c wi h n o e P we u p y g e u n y S t ig M d o rS p l cHu n To g,W AN( Jn i ; ig me,I - AN h n - n Z o gwe( c o l fM ir ee to isa d S l tt e to

详细地论述了1.5MHz高频开关电源变压器设计全过程。该变压器可用于推挽正激等拓扑结构。文章介绍了变压器对高频开关电源的影响,分析了变压器磁芯的特性及变压器的设计方法。

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15 z频开关电源变压器的设计方法 . MH高胡同，王京梅，中文兰

(电子科技大学微电子与固体电子学院四川成都 6 0 5 ) 10 4摘要：细地论述了 1 5详 . MHz高频开关电源变压器设计全过程。该变压器可用于推挽正激等4 4结构。文章介绍￣1 -了变压器对高频开关电源的影响，分析了变压器磁芯的特性及变压器的设计方法。 关键词：开关电源；高频；推挽拓扑；铜耗； e/ e变换器 D D中图分类号： TN8 6文献标识码：A

Th sg e h d fTr n f r ri . M Hz eDe in M t o so a so me n 1 5

Hih Fr q e c wi h n o e P we u p y g e u n y S t ig M d o rS p l cHu n To g,W AN( Jn i ; ig me,I - AN h n - n Z o gwe( c o l fM ir ee to isa d S l tt e to

并联式开关电源

开关电源设计技巧连载六：并联式开关电源

1-4．并联式开关电源

并联式开关电源的工作原理比较简单，工作效率很高，因此应用很广泛，特别是在一些小电子产品中，并联式开关电源作为DC/DC升压电源应用最广。例如，很多使用干电池的手提式电器，由于干电池的电压一般只有1.5V或3V，为了提高工作电压，都是使用并联式开关电源把工作电压提高一倍。并联式开关电源的缺点是输入与输出共用一个地，因此，容易产生EMI干扰。

1-4-1．并联式开关电源的工作原理

eL = Ldi/dt = Ui —— K接通期间 图1-11-a是并联式开关电源的最简单工作原理图，图1-11-b是并联式开关电源输出电压的波形。图1-11-a中Ui是开关电源的工作电压，L是储能电感，K是控制开关，R是负载。图1-11-b中Ui是开关电源的输入电压，Uo是开关电源输出的电压，Up是开关电源输出的峰值电压，Ua是开关电源输出的平均电压。

当控制开关K接通时，输入电源Ui开始对储能电感L加电，流过储能电感L的电流开始增加，同时电流在储能电感中也要产生磁场；当控制开关K由接通转为关断的时候，储能电感会产生反电动势，反电动势产生电流的方向与原来电流的方向相同，因此，在负载上会产生很高的