正如我们之前在研发中所说的,如何设计正向开关电源,首先提出要求,然后根据具体情况进行设计,然后我们以简单的5.5V / 20A为例来说明正向开关电源的设计过程以及各种参数的计算。简单图如下图所示:首先,我们必须弄清电源的一些技术指标:输入电压:Vin = 220V;输入电压:Vin = 220V。电压变化范围:106〜235V;输入频率:f = 50Hz;输出电压:Uo = 5.5V;满载电流:Io = 20A;输出功率Po = 110W。我们可以从工作频率计算出电源周期T = 1 / f = 5uS;对于正向开关电源,通常占空比范围为40%到45%,然后我们选择45%进行计算,您可以获得最大导通时间Ton(max)= 5 * 0.45 = 2.25uS。然后,我们需要计算输出电压和变压器次级绕组的匝数比。从上面的简单图可以看出,当开关管接通时,变压器次级绕组电压U2等于输出电压Uo加上电感器消耗电压UL。除了二极管VD1消耗的电压UF外,我们还可以简单地将变压器次级绕组的最低输出电压写为:U2(min)=(Uo + UL + UF)* T / Ton =(5.5 + 0.3 + 0.5 )* 5 / 2.25 = 14V。由于正向变压器仅起能量传输的作用,我们可以认为初级绕组绕组N1与次级绕组N2的比等于变压器初级绕组电压U1与次级绕组U2的比。 ,可以写成N = U1 / U2;根据我们上面的输出电压范围在106V〜235V之间,我们可以得到U1 = 200〜350V;所以我们可以取U1(min)= 200V,所以N = 200/14 = 14.3。从N = U1(min)/ U2(min)和U2(min)=(Uo + UL + UF)* T / Ton可以得到N = U1(min)* D(max)/(Uo + UL + UF );因为在变压器的初级绕组的匝数N1与磁通密度之间存在以下关系:N1 =(U1(最小)* Ton(最大)* 10000)/(Bm * S);根据输出功率与磁芯的尺寸之间的关系,我们选择EI-28磁芯;其有效横截面积S = 85平方毫米;当磁通密度为100°C时,Bm = 3000高斯,但是由于我们设计的电源是正向型电源,它属于单向励磁,因此必须保留磁复位的余量,因此我们将Bm = 2000高斯。将数据代入上面的公式,我们可以得到N1 = 26.5,我们走了27圈,根据N2 = N1 / N,我们得到了N2 = 2圈;根据计算出的匝数,可以得到准确的占空比D(max)=(Uo + UL + UF)* N / U1(min)=(5.5 + 0.5 + 0.3)* 13.5 / 200 = 42.5%;也就是说,变压器的初级绕组N1 = 27,次级绕组N2 = 2;电源的最大占空比D(max)= 0.425;开关管的最大接通时间Ton(max)= 2.1uS;次级绕组的最小电压U2(min)= 14.8V。下一步是计算输出电感L1。电感L = [[U2(min)-(UF + Uo)] * Ton(max)] / IL;因为输出电流Io = 20A;通常,我们选择流过电感器IL的电流为输出电流Io的10%〜30%。我们取中间值20%,则流过电感器的电流IL = 0.2 * 20 = 4A;将4A代入上式,电感L =(14.8-0.5-5.5)* 2.1 / 4 = 4.6uH。