1 开关电源介绍

此文档是作为张占松高级开关电源设计之后的强化培训，基于计划安排，由申工讲解了变压器设计之后，在此文章中简单带过变压器设计原理，重点讲解电路工作原理和设计过程中关键器件计算与选型。

开关电源的工作过程相当容易理解，其拥有三个明显特征：

开关：电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态

高频：电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频

直流：开关电源输出的是直流而不是交流 也可以输出高频交流如电子变压器

1.1 开关电源基本组成部分

1.2 开关电源分类：

开关电源按照拓扑分很多类型：buck boost 正激 反激 半桥 全桥 LLC 等等，但是从本质上区分，开关电源只有两种工作方式：正激：是开关管开通时传输能量，反激：开关管关断时传输能量。

下面将以反激电源为例进行讲解。

1.3 反激开关电源简介

反激又被称为隔离buck-boost 电路。基本工作原理：开关管打开时变压器存储能量，开关管关断时释放存储的能量

反激开关电源根据开关管数目可分为双端和单端反激。

根据反激变压器工作模式可分为CCM 和DCM 模式反激电源。

根据控制方式可分为PFM 和PWM 型反激电源。

根据驱动占空比的产生方式可分为电压型和电流型反激开关电源。

我们所要讲的反激电源精确定义为：电流型PWM 单端反激电源。

1.4 电流型PWM 单端反激电源

此类反激电源优点：结构简单价格便宜，适用小功率电源。

此类反激电源缺点：功率较小，一般在150w 以下，纹波较大，电压负载调整率低，一般大于5%。

此类反激电源设计难点主要是变压器的设计，特别是宽输入电压，多路输出的变压器。

2 举例讲解设计过程

为了更清楚了解设计中详细计算过程，我们将以220VAC-380VAC 输入， 5V±3%（5A），±15±5%（0.5A）三路共地输出反激电源为例讲解设计过程。

提出上面要求，选择思路如下：

电源总输出功率P=5*5W 15*0.5*2=40W 功率较小，可以选择反激开关电源。

反激电源功率只有40W 又属于多路输出， 5V±3%，纹波±150mV，±15±5%。5V 要求精度高，所以5v 作为电源主反馈。考虑到5V 对±15V 的交叉控制能力，开关电源选用断续模式（DCM）。

芯片供电线圈选用15V 输出，但是其功率很小，计算过程中忽略不计。

电源功率较小，输入电压变化范围只有±30%，所以不需要PFC 电路。

电源总体电路框图设计如下：

3 输入电路

输入电路包括防雷单元，EMI 电路和整流滤波电路。下图为常见开关电源输入回路：