反激式开关电源原理

红灯记

一、开关电源总框图：



二、原理图

三、电源输入
最小输入交流电压：85V
最大输入交流电压：265V
二极管导通时间：2.69 ms
估计效率：ŋ = 78.0 %
损耗分配因子：0.46 （Z表示次级损耗与总损耗的比值，Z=0表示全部损耗发生在初级，Z=1表示发生在次级）

四、电源输出
输出1：
电压：12V
电流：1A
功率：12W
输出2：
电压：5V
电流：0.1A
功率：0.5W
总功率：Po = 12.5W

五、整流桥和滤波电路

上图为整流桥整流后的波形，交流电50Hz，则周期为T=20mS，tc为二极管导通时间

1、整流桥：


最小直流输入电压： Vdc(min) = 根号2 * Vac(min) = 120.19V
最大直流输入电压：Vdc(max) = 根号2 * Vac(max) = 374.71V
输入功率：Pin = Po / ŋ = 16W

整流桥反向击穿电压

Umax为最大交流输入电压
Ubr >= 468.4V

整流桥有效电流

Umin为最小输入电压
为开关电源功率因数（0.5~0.7，取0.7）
Irms = 0.27A

IAVG = （0.6~0.7）Irms = 0.65 * 0.27 = 0.18A


2、滤波电容





Umin为最小交流输入电压


UImin为最小直流输入电压 = Pin / Iavg = 89V 取90V
C1 = 37uF


.共模扼流圈
共模扼流圈的电感量与额定电流有关

六、漏极钳位保护
MOS管由导通到截止时，会的初阶绕组上产生尖峰电压和感应电压，其与直流高压叠加在MOS管的漏极上，容易损坏MOS管，因此加了钳位保护电路


输入直流电压的最大值UImax、一次绕组的感应电压UOR、钳位电压UB与UBM、最大漏极电压UDmax、漏一源击穿电压U(BR)DS



七、反馈电路


稳压管VR2利用调节流过自身的电流大小（端电压基本不变）来满足负载电流的改变，并和限流电阻R5配合将电流的变化转化为电压的变化以适应电网电压的变化。
输出电压由光耦合器中的LED正向压降，R5上的压降和稳压管VR2之和；
R2 和V R2 还为12V 输出提供一个假负载,用以改善轻载时的稳压性能；
LED正向压降与R5压降在1V左右；
当输出电压升高时，R5两端电压也升高，光耦合器二极管导通，导致TNY277的MOS管关闭，即，占空比减小，输出电压降低。
同理，输出电压降低时，TNY277的MOS管占空比增加，使得输出电压增加。
八、输出电路


由输出整流二级管D7和LC滤波电路L2、C8以及输出电容C9组成输出电路；
R4、C6为削尖峰电路

九、变压器




初级引脚 4
次级引脚 3
最小初级电感 49µH
额定初级电感量 965µH
磁芯截面积 23.00 mm²

计算初级电感量Lp=(Vindcmin*Dm)/(Ipk*fosc)=100*0.5/0.297*60000=0.0028H=2.8mH;
计算初级圈数Np=1000*根号下(Lp/Al)=158T;
匝比n=Vo/Vindcmin=0.18

初级绕组线径计算:
a:先算初级电流均值Iprms=Ipk/1.414=0.27A
b:导线截面积S=Iprms/Jd Jd—单位面积电流 自然风冷式取1.5~4A/mm^2，强制式风冷时取3~6 取5.3

初级绕组第1部分初级绕组的取整（整数）圈数 88 Np=1000*根号下(Lp/Al)
初级绕组线径尺寸 30 AWG 0.0507 mm2 S=Iprms/Jd

次级1绕组圈数 6
次级1绕组线径尺寸 27

次级2绕组圈数 5
次级2绕组线径尺寸 27

十、PCB

十一、元件清单


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