这种方法是通过一对绞合的导线来增加绕组间的耦合。就是把两根或更多的导线绞合在一起,然后把它们同时绕到骨架上。绞得太紧,容易损坏绝缘层。这种方法保证所有的线绕在相邻近的位置,所有可以提供最好的耦合效果。即使绕组的匝数不一样,绕组只有部分是绞合在一起的,这种方法也有助于提高绕组间的耦合因数。
二,多线绕组法
这种绕线技术就是把两根或多根导线放在一起同时绕,不过并没有把这些导线绞合在一起。大部分时候是把它们紧挨在一起的。
当然,如果一次电压峰值高于40V时,不能用多线绕组或绞合绕组的绕制方法来同时绕一次和二次绕组。输入电压低于AC206V时,安全规程机构要求一次、二次绕组之间放三层1mil的聚酯薄膜。这会破坏这两个绕组间的耦合。为了提高一次、二次绕组之间的耦合,可以把这两个绕组交叉在一起(见图4-1)。这种绕法比起只是简单地把二次绕组绕在一次绕组上的绕法,所花的劳动量更大。因此,在一次、二次绕组匝数比超过15-20:1时候,推荐使用这种交错绕法。这就包括输入电压为AC240V或比这高而输出电压不高于DC+5V的电源。从图4-3就可以看出,交叉绕法在输入电压AC480V的离线反激式电路中的效果。
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图3-3
从这两张波形图中,容易看出它们之间的尖峰能量的区别。通常这些能量消耗在一次侧的钳位或吸收电路中。
采用上述变压器绕线技术,尽管会增加变压器的成本,但是效果比较好,可以提高整个电源的性能。对于整个电源的长期运行来说,可以节省资金。
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4. 单端正激式开关电源主电路设计
设计好的单端正激式开关电源电路如图4-1
图4-1
4.1 输入电路设计
输入电路主要包括保险丝F1、一次整流和低通滤波两部分组成。一次整流部分采用单相桥式整流电路,选用的元器件为二极管,如图所示为D5、D7、D8、D10。此四个二极管集成于整流桥,如4-2所示。
图4-2
4.2 正激电路的设计
正激电路部分主要由变压器T1,二极管D3,D4,D6,变压器T2的一次绕组(相当于续流电感),C7,C8和C5,C6,R6,R7所连接的电路构成。构成各种电路如下:
4.2.1 复位电路
二极管D3,D4变压器绕组Nr构成复位电路,防止变压器的激磁电感饱和。
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4.2.2 导向电路和续流电路
在图4-1中,D6是有两个彼此反向的二极管串联而成的。与变压器同名端相连接二极管是导向二极管,与非同名端连接的是续流二极管,变压器T1副边的两个二极管与变压器T2一次绕组可构成TOP管开通后的二次整流电路(由二极管导向)和TOP管关断后的续流电路。设计中选择的D6型号为 MBR20100。
4.2.3 抑制阻尼振荡电路
如图4-1所示,C5、R6, C6、R7相串联,其中C5、R6相串联后再与输出整流管D6相并联,此构成的电路能够抑制阻尼振荡。
4.3 正激变压器设计
变压器T1主要参数和绕制方法如下:
1)骨架磁心为EI33;磁心有效横截面积Ae=1.18cm^2。
2)匝数比为n=100/6,其中Np=25匝,Nr=75匝,Nm=6匝*3(6匝,每匝3股)。 3)采用三明治绕法,不需要气隙。 变压器T2主要参数如下:
1)骨架磁心为EI25,磁心有效横截面积Ae=0.4cm^2。
2) 匝数比为n=15/12,其中N1=15匝*4(15匝,每匝4 股),N2=12匝。 3)一般绕法。
4.4 输出电路的设计
输出电路主要由电容C7,C8,R17和D12构成,起到的作用如下:
1)C7,C8相并联,起到平滑滤波作用,使得输出能够到平滑的直流电压。2)R17和发光二极管D12相串联后接入电路去起到指示作用,方便于调试工作和检查。
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5. 实验结果
5.1 空载试验
在试验前,在电路的交流输入端串联了个40W的灯泡,这样做是为了防止电路通电后出现把交流电源短路现象,起到保护作用。试验结果如下: 1)输出直流电压为11.4V
基本符合设计要求:Uref*(1+R14/R16)=12V。输出电压波形为
2)TL431的参考脚电压为2.23V。测量约为2.5V 。 3)变压器声音很小的噪声。
4)TOPSwitch漏源极之间电压Uds 波形为:
因此,空载试验结果基本符合设计要求。
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