采用TOPSwitch的单端正激式电源的电路分析与设计

x=0.5时和Dmax=0.3时的去磁电流平均值及与有效值Is1及Is2分别为
　　
　　Is1=1/4ImImIs1=0.408Im（Dmax=0.5）
　　
　　Is2≈0.29ImIs2=0.483Im（Dmax=0.3）
　　
　　从计算结果可知，采用NS=2NP设计的去磁绕组的电流平均值或有效值要大于NS=NP设计的去磁绕组的电流值。因此，在选择去磁绕组的线径时要注意。
　　
　　3高频变压器设计
　　
　　由于外围电路元件少,该电源设计的关键是高频变压器,下面给出其设计方法。
　　
　　3.1磁芯的选择
　　
　　按照输出Vo=15V，Io=1.5A的要求，以及高频变压器考虑6％的余量，则输出功率Po=1.06×15×1.5=23.85W。根据输出功率选择磁芯，实际选取能输出25W功率的磁芯，根据有关设计手册选用EI25，查表可得该磁芯的有效截面积Ae=0.42cm2。
　　
　　3.2工作磁感应强度ΔB的选择
　　
　　ΔB=0.5BS，BS为磁芯的饱和磁感应强度，由于铁氧体的BS为0.2～0.3T，取ΔB=0.15T。
　　
　　3.3初级绕组匝数NP的选取
　　
　　选开关频率f=100kH
　　
　　
　　
　　z（T=10μs），按交流输入电压为最低值85V，Emin≈1.4×85V，Dmax=0.3计算则
　　
　　
　　
　　取NP=53匝。
　　
　　3.4去磁绕组匝数NS的选取
　　
　　取NS=2NP=106匝。
　　
　　3.5次级匝数NT的选取
　　
　　输出电压要考虑整流二极管及绕组的压降，设输出电流为2A时的线路压降为7％，则空载输出电压VO0≈16V。
　　
　　
　　
　　取NT=24匝。
　　
　　3.6偏置绕组匝数NB的选取
　　
　　取偏置电压为9V，根据变压器次级伏匝数相等的原则，由16/24=9/NB，得NB=13.5,取NB=14匝。
　　
　　3.7TOPSwitch电流额定值ICN的选取
　　
　　平均输入功率Pi==28.12W（假定η=0.8），在Dmax时的输入功率应为平均输入功率，因此Pi=DmaxEminIC=0.3×85×1.4×IC=28.12，则IC=0.85A，为了可靠并考虑调整电感量时电流不可避免的失控，实际选择的TOPSwitch电流额定值至少是两倍于此值，即ICN>1.7A。所以，我们选择ILIMIT=2A的TOP225Y。
　　
　　4实验指标及主要波形
　　
　　输入AC220V，频率50Hz，输出DCVo=15(1±1％)V，IO=1.5A，工作频率100kHz，图3及图4是实验中的主要波形。
　　
　　图3中的1是开关管漏源电压VDS波形，2是输入直流电压E波形，由图可知VDS=1.5E；图4中的1是开关管漏源电压VDS波形，2是去磁绕组电流is波形，实验结果与理论分析是完全吻合的。
　　
　　5结语
　　
　　TOPSwitch自上世纪90年代中期推出以来，以其外围元件大大减少，成本低，电源设计简化及完备的系统故障保护，而倍受低压、小功率电源设计人员的青睐。TOPSwitch系列亦可在降压型，升

《采用TOPSwitch的单端正激式电源的电路分析与设计(第3页)》