电源设计之拓扑结构

出功率P0，预测效率h，导通时间Ton和工作磁感应变化范围DB等参数可求出Ae和Q乘积，作为初选磁芯型号的依据，如果对磁芯选择比较有经验也可越过该步骤，直接进入下一步。

★ 计算并调整原副边匝数

a、计算原边匝数：　　Np=(Vin×Ton)/(ΔB×Ae)

b、计算副边匝数：　　N2=(Vo+Vd+Io×R)/(D×Vin)

(V0为输出电压，VD为输出整流二极管压降，Io×R为线路压降，Vin为直流输入电压,D为占空比)

c、副边电流有效值：I2=Io×sqr(D)

d、原边电流有效值：I1＝（I2×N2/Np）×(1+5%) (取励磁电流为原边电流5％)

根据电流有效值和导线选择经验，同时考虑高频工作时导线的集肤效应，当电流较大时，采用多股并绕，每股线径不得大于2倍穿透深度，漆包线的线径和股数可适当调整，使线包每一层能正好绕满，若计算出的原、副边匝数非整数，可选择匝数较小的一方取整，再根据匝比推算其他绕组匝数。

★ 校核窗口和最大磁感应

根据公式 Ku=Ae/Q 校核窗口，窗口系数Ku约为0.3～0.35。

如果在计算副边取整过程中调整了匝数，应由公式Np=(Vin×Ton)/(ΔB×Ae)校核最大磁感应，最大磁感应在3000Gs以内，如果有条件，最好试绕一个变压器，进行实验,然后根据最低输入电压和最大载时的开关波形来进行反推（这种方法最有效，当然也最危险，毕竟你还未完全调试出来时可能会炸机的噢！最好有一块可记忆的示波器和一个同事在旁！你以为做什么？呵呵~~当然是即时地给你送到医院啦！！）。

4、输出电感设计

输出滤波电感设计的基本要求是满足电感量，保证流过最大电流时磁芯不会饱和，窗口要绕得下。单端正激式电路输出电感设计可分为以下几个步骤。

a、确定电感量并初选磁芯型号。

b、确定电感峰值电流。

c、确定线圈匝数和气隙。

d、确定导线线径。

e、校核窗口和最大磁感应。

★ 确定电感量并初选磁芯型号

首先通过电路设计确定输出滤波电感值，滤波电感值取大一些可减小初、次级电流峰值，减小输出纹波噪声，但电感量的增加受到电感体积、尺寸的限制，同时电感过大会造成系统时间常数大，给控制带来问题，电流上升斜率太小，采用电流控制型方案时还容易出现次谐波振荡问题，因此电感量值的选取应综合考虑以上因素。选定电感值后，根据电感最大贮能值0.5×L×I×I，依据经验或磁芯厂家提供的速查图表，初选一磁芯型号代入以后步骤进行计算。

★ 确定电感峰值电流

Imax=Io+2×Vo×Toff/L(Toff为关断时间)

★ 确定线圈匝数和气隙

由于电感电流中存在较大的直流分量，当选用铁氧体磁芯时，一定要加入气隙，可在实际调试中去调整气隙的大小；也可考虑使用FeSiAl材料或P.P.M材料的磁环（呵呵~~　可别以为我出馊主意噢！效果会好多了，不过会使电源更值钱些罢了！！！）。

一般输出滤波电感最大磁感应强度可取为3000Gs左右，选定Bm后联解以上两式可求出匝数N和气隙长度d。

匝数N应进行取整，当匝数少电流大时，应尽量避免取半匝的情况。

★ 计算并确定导线线径

确定匝数后，根据电流有效值选取导线线径，电流较大时，仍需采用多股并绕，但由于电感电流中交流成份比较小，集肤效应不明显，必要时可选用较粗的导线绕制。

★ 校核窗口和最大磁感应

电感设计完成后，可在实验中进一步调整气隙，以达到最佳的电感量和工作磁通。

双管正激变换器

1、电路拓扑图

2、电路原理

其变压器T1起隔离和变压的作用，在输出端要加一个电感器Lo（续流电感）起能量的储存及传递作用，变压器初级无需再有复位绕组，因为D1、D2的导通限制了两个调整管关断时所承受的电压。输出回路需有一个整流二极管D3和一个续流二极管D4（其中D3、D4均最好选用恢复时间快的整流管）。输出滤波电容Co应选择低ESR（等效电阻）大容量，有利于降低纹波电压（当然这对于其它拓扑结构的也是这样要求）。

3、工作特点

a、在任何工作条件下，为使两个调整管所承受的电压不会超过Vs+Vd　(Vs：输入电压；Vd:D1、D2的正向压降，)，D1、D2必须是快恢复管（当然用恢复时间越短越好，我在实际设计和调试中多使用MUR460）。

b、在与单端正激变换器相比，无需复位电路，有利于简化电路和变压器设计；功率器件可选择较低的耐压值；功率等级也会很大，据我所知现在很多大功率等级的通信电源及电力操作电源都选用了这种电路。

c、两个调整管工作状态一致，同时处通态或断态。我个人建议在大功率等级电源中选用此种电路，主要是调整管好选，比如IRFP460、IRFP460A等调整管即可。

4、变压器计算

在实际设计和调试中，与单管正激变换器