河南**大学毕业设计（论文）说明书
VS——原边绕组施加的电源电压（V）。
当输入电压及占空比固定时，输出电压与负载电流无关。因此，这个电路结构提供了特有的低输出阻抗的特点。
3.3.2能量再生线圈P2的工作原理
在Tr导通时，变压器接受的能量除磁化电流外都传递到输出端。在Tr关断，反激作用期间，输出二极管Dl反偏而不可能有钳位作用或能量泄放的回路。磁化能量将引起较大反压加在Tr的集一射极之间。为防止高反压的出现，设置“能量再生线圈”P2，经二极管D1，使储存的能量运送回电源VS中。只要有NP1?NP2的关系，D3上流过电流时，VP2?VS，Tr上承受的集—射极电压为2Vs。
为了避免在P1和P2间存在的漏电感过大和因此产生的在晶体管集电极的电压过高，一般采用原边绕组P1与能量再生线圈P2双线并绕的方法。
3.3.3 多路输出的设计
只要增加变压器的副绕组、电感器和二极管就可以得到多路直流电压输出。每个绕组将遵循正、反向伏秒值相等的原则。倘若负载在合理范围变化时,如果主输出电压不变，辅助输出也将不变。若某一输出负载降到电感临界电流以下，这线路的输出电压将上升。最后，在负载为零时它将等于变压器副边峰值电压。
由于正激变换器负载电流低于临界电流时输出电压升高，因此，应使最小负载电流仍在电感临界电流值之上。若有负载为的情况时，则只能加固定电阻作为假负载，以求得电压的稳定。
三路输出分别为：15V，4A；12V，3A；5V，2A。
3.3.4 变压器设计
设计方法有多种，可根据情况选择。一般从计算原边圈数开始，按最大占空比和正常的直流电压VS来计算原边线圈。
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按上述方法设计的理由是，副边绕组都有一个电感器，当有突变负载时，输出电流的变化率受到限制。为了补偿这个缺陷，控制线路应能把占空比调到最大。在这种瞬变条件下，高的原边电压和最大导通脉宽同时加上，尽管时间很短，如果变压器设计没有考虑这种情况，也会引起磁饱和。 控制电路设计为：在最大输入电压时，限制控制电路的脉宽和变化的速率，这样可防止两个参数同时在最大值。
能量再生绕组的必要性，说明正激变换器的铁芯有残存能量是不好的。为了确保磁通在反激期间恢复到低的剩磁水平，并考虑偶而出现的较大磁密不致出现磁芯饱和，加一很小气隙是很有必要的。 ①根据输出功率选择铁心：
三路输出分别为：15V，4A；12V，3A；5V，2A。 输出功率为
P0?15?4?12?3?5?2?106W
若考虑6%的余量则
P0?106?1.06?112.36W
选择一个传递功率为115W的铁心，SB—9C的EER—40，其有效横
截面积为1.58cm2,磁感应强度B=220mT ②计算原边的绕组
11?33.3?S，最大导通占空比D=0.5时，周期TS??f30?103tON?TS?16.7?S 2则最小原边匝数为
NP(min)?VS?tON100?16.7??92.7匝
B?AC0.114?158取93匝
③计算副边的绕组匝数
若考虑市电220V以下波动的情况，设向下波动-20%则
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VSmin?VS?(1?20%)?100?80%?80V
15V的副边匝数为
ns(15)?VO15?nP?TVSmin?tON?15?93?33.3?34.8匝
80?16.7取35匝
12V的副边匝数为 ns(12)?VO12?nP?TVSmin?tON?12?93?33.3?27.8匝
80?16.7取28匝
5V的副边匝数为
ns(5)?VO5?nP?TVSmin?tON?5?93?33.3?11.6匝
80?16.7取12匝。
3.3.5电感的参数计算
L的最小值一般由所需维持最小负载电流的要求来决定。电感L中的电流分连续和不连续两种丁作情况。不论何种情况．只要输入、输出电压保持不变，电流波形的斜率不会因负载电流的减小而改变。如果负载电流ID逐步降低，在L中的波动电流最小值刚好为0时，临界负载电流Ioc等于平均波动电流，或电流峰一峰值的一半，即：
IOC?IL(P?P)2
即定义为临界情况。这当Io 19 河南**大学毕业设计（论文）说明书 L值的另一限制因素将出现在应用于多输出电压的情况。因为控制环只与一个相关的输出端闭环，当此输出端电流低于临界值时，占空比将减少以保持此输出端输出电压不变。对于其它辅助输出端，假定其所带的是恒定负载，在上述占空比下降的情况下，其电压也下降。很明显，这不是我们所希望的。因此，在多输出电压时，为了保持辅助输出电压不变，L值应大于所需最小值。也就是，如果辅助电压要保持在一定的波动范围内，则主输出的电感必须一直超 过临界值，即一直在连续状态。 电感的最大值通常受效率、体积、造价的限制。带直流电流运行的大电感造价是昂贵的从性能角度看，L过大则限制了负载出现较大瞬时变化时输出电流的最大变化率。 对于一般的要求，可以根据流经电感的纹波电流峰—峰值为输出电流的30%计算。 （1） 15V的输出端 流经电感的电流 iL?4A?30%?1.2A 电感两端的电压 eL?NS35?VIN?V0??100?15V?22.3V NP93电感量为 L(15)?eL22.3?tON??16.7?310?H iL1.2（2） 12V的输出端 流经电感的电流 iL?3A?30%?0.9A 电感两端的电压 eL?NS28?VIN?V0??100?15V?18.1V NP93电感量为 20 河南**大学毕业设计（论文）说明书 L(15)?eL18.1?tON??16.7?335?H iL0.9（3） 5V的输出端 流经电感的电流 iL?2A?30%?0.6A 电感两端的电压 eL?NS12?VIN?V0??100?15V?7.9V NP93电感量为 L(15)?eL7.9?tON??16.7?219.9?H iL0.63.3.6 二极管和电容器的选择 由于输出电压不高，使得次级二极管不会有很高的反电压，可选用耐压40V的肖特基二极管。 为了抑制纹波电压使其较小，要选用内阻抗低高频用电容器。 3.3.7 开关管的选择 开关电源的开关管有功率晶体管（GTR）、功率场效应晶体管（MOS FET）和绝缘栅双极晶体管（IGBT）等。 绝缘栅双极晶体管（IGBT）集功率晶体管（GTR）和功率场效应晶体管（MOS FET）的优点于一身，既有功率晶体管（GTR）的输入阻抗高、速度快、热稳定性好和驱动电路简单等优点，又具有功率场效应晶体管（MOS FET）的通态电压低、耐压高和承受电流大等优点。因此，选用绝缘栅双极晶体管（IGBT）作为开关元件。 21