摘要：一、开关电源常用的拓朴结构(常用的有5种)：一、开关电源常用的拓朴结构(常用的有5种)：1、正激电路(常用于低压大电流，功率100至500W线路)电路的工作过程：当开关S开通后，变压器绕组N1两端的电压为上正下负，与其耦合的N2绕组两端的电压也是上正下负。因此VD1处于通态，VD2为断态，电感L的电流逐渐增长;当开关S关断后，电感L通过VD2续流，VD1关断。S
一、开关电源常用的拓朴结构(常用的有5种)：
1、正激电路(常用于低压大电流，功率100至500W线路)
电路的工作过程：
当开关S开通后，变压器绕组N1两端的电压为上正下负，与其耦合的N2绕组两端的电压也是上正下负。因此VD1处于通态，VD2为断态，电感L的电流逐渐增长;当开关S关断后，电感L通过VD2续流，VD1关断。S关断后变压器的激磁电流经N3绕组和VD3流回电源。
变压器的磁心复位：
正激的理想波形为：
Tist=N3*Ton/N1
输出电压：输出滤波电感电流连续的情况下：
Uo/Ui=N2*Ton/N1*T
磁心复位过程:
2、反激电路(常用于100W以下)
反激电路中的变压器起着储能元件的作用，可以看作是一对相互耦合的电感。
当开关S开通后，N1电压上正下负，N2电压下正上负，所以VD处于断态，N1绕组的电流线性增长，
电感储能增加;
当开关S关断后，N1绕组的电流被切断，变压器中的磁场能量通过N2绕组和VD向输出端释放。S关断后的电压为：us=Ui+N1*Uo/N2
反激电路的工作模式：
电流连续模式：当S开通时，N2绕组中的电流尚未下降到零，输出电压关系：Uo/Ui=N2*ton/N1*toff
电流断续模式：S开通前，N2绕组中的电流已经下降到零，输出电压高于上式的计算值，并随负载减小而升高，在负载为零的极限情况下，因此反激电路不应工作于负载开路状态。
反激电路的理想化波形：
3、半桥电路
电路工作过程：
半桥电路的理想化波形:
4、全桥电路
全桥逆变电路中，互为对角的两个开关同时导通，同一侧半桥上下两开关交替导通，使变压器一次侧形成幅值为Ui的交流电压，改变占空比就可以改变输出电压。
全桥电路的理想化波形：
5、推挽电路：
推挽电路中两个开关S1和S2交替导通，在绕组N1和N’1两端分别形成相位相反的交流电压，改变占空比就可以改变输出电压。S1导通时，二极管VD1处于通态，电感L的电流逐渐上升;S2导通时，二极管VD2处于通态，电感L的电流也逐渐上升;当两个开关都关断时，VD1和VD2都处于通态，各分担一半的电流。S1和S2断态时承受的峰值电压均为2倍Ui;S1和S2同时导通，相当于变压器一次侧绕组短路，因此应避免两个开关同时导通。
二、保险丝的选择：
1、计算开关电源的最大输入电流Imax=Po/(Vin(min)*η*PF),经验上通常取Imax的1.5至3倍。
2、选择保险丝的工作电压:(一般标准电压额定值系列为32V、125V、250V、600V。).如果电源输入电压为115VAC,那么FUAE的工作额定电压为125VAC;如果电源输入电压为115VAC/230VAC,那么FUSE的工作额定电压为250VAC.
3、选择FUSE的类型:1.慢熔,2.普通,3.快熔。
4、FUSE的安装方式两种:1.PIG-TAIL，2.CLIP。
三、突波吸收器的选择：
突波吸收器的保护原理：
突波吸收器在预备状态时，相对于受保护的电子元件而言，具有很高的阻抗(数兆欧姆)而且不会影响原设计电路的特性。但当瞬间突波电压出现(超过突波吸收器的崩溃电压时)，该突波吸收器的阻抗会变低(仅有几个欧姆)并造成线路短路，也因此电子产品或较昂贵的元件受到保护。一般常用07D471K(最大允许输入电压AC300V，DC385V;钳位电压775V，钳位电流10A;额定功耗0.25W)，通常取输入电压的1.4倍即可。
四、热敏电阻的选择：
五、整流二极管的选择：
初级整流管的选择：
最大输入电流确定最大输出整流电流Io(通常取最大输入电流的2倍以上);确定反向峰值电压Vrrm(一般取最大输入电压的3倍左右)。通常选用一般类型的整流二极管就可以了(输入在1A以下的通常选用1N4007)。
次级整流管的选择：
六、开关管的选择
a)确定Vdss(一般取整流后最高输入电压的2倍以上);
b)确定Id(一般取最大输入电流的2倍以上);
c)Rdon越小，耗散功率越小;
d)Vgs(开启电压，15V为最佳)。
e)Qg值反映了MOS驱动的电流需求。Qg值越大，则就要求较大电流的芯片驱动它。因MOS是电压驱动器件，驱动电流几乎可以忽略，最好是越小越好。
七、高频变压器的设计方法
面积乘积(AP)法：先求出磁芯窗口面积Aw与磁芯有效面积截Ae的乘积AP(AP=AwXAe,称磁芯面积乘积)。反激变压器需要要加气隙。
a)变压器的视在功率Pt计算：(随线路结构不同而选用不同的计算公式)
Pt=UoIo(1+1/η)---------------------------普通线路结构
Pt=UoIo(1.414+1/η)-------------------单端正激线路结构
Pt=UoIo[(1+1/η)x1.414]---------------推挽线路结构
(效率由自己定，一般开关电源的效率在70%-90%之间，功率小的效率定小一些，而功率大的则可以定大一些)
b)计算AP值：
Ap=[Pt*104/(K0KfBwFsKj)]1/(1+x)
式中：
K0---------------------------窗口使用系数(K0<1)K0主要与线径、绕组数有关，一般典型值取0.4。
Kf------------------波形系数，有效值与平均值之比，正弦波时为4.44，方波时为4。
Bw-----------------工作磁通密度(T)，镍锌铁氧体材质铁芯的工作磁通密度一般取0.26至0.3T。通常设计的铁氧体变压器一般功率不大时，大约为0.20--0.25T。功率比较大时，要取小一点，0.15--0.20左右
Fs------------------开关工作频率(HZ)，一般取75KHZ以下，开关频率可依据控制IC的Rt和Ct值确定，通常为Fs=K/Rt*Ct(K为一常数，不同的控制IC，K取值不同。)
Kj------------------电流密度比例系数
各种磁芯结构常数表
铁芯种类Kj(允许温升
25。C)
Kj(允许温升
50。C)
X
一般罐型磁芯433632-0.17
铁粉磁芯403590-0.12
金属叠片铁芯366534-0.12
C型铁芯323468-0.14
单线圈395569-0.14
带绕铁芯250365-0.13
c)根据AP值，选择相近型号磁芯：(通常AP值加10%裕度选用)
d)计算原边绕组匝数Np：
Np=Vp*104/(KfFsBwAe)或NP=Vp*Ton/(Ae*Bw)
Vp--------------------变压器原边最小输入电压。
Ae--------------------根据所选型号磁芯，查其数据手册得知。
D---------------------占空比，最大以典型值0.5为参考，而实际中常取0.35，正激的电源，占空比0.35-0.4