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开关电源设计技术 线性电源 缺点：效率低，体积大，重量大。 优点：电路简单，干扰小。 开关电源发展趋势 高可靠性 高功率密度 低待机功耗 高功率因数 开关电源基本拓朴 BUCK 降压变换器 开关电源基本拓朴 BOOST 升压变换器 开关电源基本拓朴 BUCK BOOST 极性反转变换器 开关电源基本拓朴 FLYBACK 单端反激变换器 开关电源基本拓朴 FORWARD 单端正激变换器 开关电源基本拓朴 2 SWITCH FORWARD 双管正激变换 开关电源基本拓朴 ACTIVE CLAMP FORWARD 有源钳位正激变换器 开关电源基本拓朴 PUSH PULL 推挽变换器 开关电源基本拓朴 HALF BRIDGE 半桥变换器 开关电源基本拓朴 FULL BRIDGE 全桥变换器 功率因数校正Power Factor Correction (PFC) 为什么要进行功率因数校正？ 如何实现功率因数校正？ 功率因数校正（PFC） 为什么要进行功率因数校正？ 有功功率、无功功率、视在功率之间的关系 ： 功率因数校正（PFC） 无PFC的典型电路和线路波形 功率因数校正（PFC） 无PFC的电路对电网的影响 (1)降低发电机有功功率的输出。 (2)降低输、变电设备的供电能力。(3)造成线路电压损失增大和电能损耗的增加。 (4)造成线路高谐波成份。 功率因数校正（PFC） 一类是无源功率因数校正法； 另一类是有源功率因数校正法，它是通过在电网和电源装置之间串联插入功率因数校正装置，其中单相BOOST电路因具有效率高、电路简单、成本低等优点而得到广泛应用，并称之为有源功率因数校正（APFC）电路。在有源功率因数校正控制芯片中，其种类繁多，有峰值电流控制法、平均值电流控制法等。 无源功率因数校正 缺点 (1)功率因数不高。 (2)由于工作在工频，要求电感量大，电感体积就大。（3）工作范围窄，需要开关切换。 功率因数校正（PFC） PFC的实现 功率因数校正（PFC） 公司使用的PFC芯片LT1249 开关电源设计方法 单端反激电源设计 开关电源设计方法 3、根据输入电压和Po确定输入电容Cin。 推荐 2uF～3uF/ W 开关电源设计方法 4、根据输入电压确定反射输出电压Vor和钳位齐纳二极管电压Vclo。 设定反射电压： Vor＝135V 使用200V钳位齐纳二极管， Vclo ＝200V P6KE200A 开关电源设计方法 5、按所希望的工作模式和电流波形设定初级电流波形参数Kp。 对于通用输入（AC85V～265V）设定Kp＝0.4。 开关电源设计方法 开关电源设计方法 6、根据Vmin和Vor确定 Dmax 推荐设定： Dmax ＜0.4。 开关电源设计方法 开关电源设计方法 9、根据交流输入电压Vac，Po和η选择开关元件（PI） 开关电源设计方法 11、根据fs和Po选择磁芯和骨架，并从磁芯骨架产品目录中确定Ae，Le，Al，和Bw。 以上数据查表得到。 开关电源设计方法 13、计算初级绕组匝数Np和偏置绕组匝数Nb。 开关电源设计方法 14、计算次级峰值电流Isp。 开关电源设计方法 16、确定次级和偏置绕组最大反向峰值电压PIVs，PIVb。 开关电源设计方法 17、确定次级整流管和偏置绕组整流管。 整流管额定反向耐压：Vr≥ 1.25× PIVs 整流管额定电流：Id ≥3×Io 开关电源设计方法 18、确定次级输出电感L和滤波电容C。 次级输出电感L：采用3.3uH 滤波电容：低ESR 多电容并联使用 开关电源设计方法 19、确定输入整流桥 单端反激电源典型波形 次级整流二极管波形 单端反激电源介绍 变压器设计 软磁磁芯特点：较高的导磁率，低的矫顽力，高的电阻率。 导磁率高，在一定的线圈匝数时，通过不大的激磁电流就能有较高的磁感应强度，线圈就能承受较高的外加电压，因此在输出一定功率要求下，可减轻磁芯体积。磁芯矫顽力低，磁滞回环面积小，则铁耗也小。高的电阻率，则涡流小，铁耗小。 变压器设计 磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。 动画演示： magnetic 变压器设计 变压器的主要作用： 电气隔离； 磁耦合传送能量； 变比不同，达到升