基于PI Expert的反激式開關電源設計方案

4.2 高頻變壓器設計

設計高頻變壓器是設計開關電源最關鍵的一步。PI Expert在生成原理圖的同時自動生成變壓器的構造圖。調整PI Expert左側“設計樹視圖”中的“變壓器”和“繞組結構”參數即可調整變壓器的參數和結構。設計變壓器時需要注意以下兩點：

(1)為了減低漏感，功率最高的次級繞組應離變壓器的初級繞組最近。若某個次級繞組的圈數較少，則該繞組要橫跨繞線區域的整個寬度，以便改善耦合。

(2)由于此電源采用次級側的穩壓方式，偏置繞組應位于初級繞組和次級繞組之間。當偏置繞組位于初級和次級之間時，它相當于一個連接至初級返回端的EMI屏蔽層，降低了電源產生的傳導EMI.

高頻變壓器的最終設計參數如下：

磁芯型號：EE19

初級電感：880uH

初級繞組：漆包線，Φ0.2mm,87匝

偏置繞組：漆包線，Φ0.25mm,10匝

次級繞組1:三層絕緣線，Φ0.4mm,4匝

次級繞組2:三層絕緣線，Φ0.4mm,5匝

繞組順序(由里向外)：初級繞組，次級繞組2,次級繞組1,偏置繞組。

5.試驗結果及分析

根據以上的設計參數實際制作硬件進行試驗。

在額定負載情況下，當輸入電壓為220V時，實測開關電源的輸出電壓波形如圖2所示。從圖上可以看出，開關電源的輸出特性良好，電壓波動非常小。再測輸出的紋波波形如圖3所示，由圖上可以看出，5V的紋波普遍在±100mV左右，12V的紋波在±100mV以下，效果理想。額定負載情況下，當輸入電壓為85V時，測試輸出電壓的波動和紋波均在允許范圍內，未出現電源復位重啟現象;當輸入電壓為265V時，測試輸出電壓的波動和紋波均在允許范圍內，未出現電源復位重啟現象;再對電源作保護功能的測試。使開關電源的輸出過載或短路時，開關電源進入2.5s間隔的自動復位重啟保護;輸出負載正常時開關電源恢復正常工作。

6.結語

試驗證明本文基于PI Expert設計的反激式開關電源具有良好的工作性能和高可靠性。該電源結構簡單，具有輸出過載和短路等保護功能。PI Expert是一款高效的設計工具，借助PI Expert軟件可以大大縮短開關電源的開發周期。