1.開(kāi)關(guān)電源基本工作原理

1 開(kāi)關(guān)電源的基本構(gòu)成

圖1.1 為開(kāi)關(guān)電源電路的基本構(gòu)成，它包括整流濾波電路，DC-DC 控制器，開(kāi)關(guān)占空比控制器及取樣比較電路等模塊。

圖 1.1 開(kāi)關(guān)電源的基本構(gòu)成

2 開(kāi)關(guān)電源常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析

作為電源設(shè)計(jì)的核心組件,可靠性升級(jí)的基礎(chǔ),輕薄小型化的關(guān)鍵,電磁兼容性的保障的 DC-DC 直流變換電路,引導(dǎo)著開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)的方向,從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)絕大部分開(kāi)關(guān)控制器都具有常規(guī)的幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。其有兩種基本的類型：非隔離型和隔離型。

2.1 降壓型

降壓型又稱為 BUCK 控制器，圖 1.2 為其典型電路結(jié)構(gòu)。

圖 1.2 降壓型典型電路結(jié)構(gòu)

基本工作原理:當(dāng)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通(Ton)時(shí),電感 L 將能量以磁場(chǎng)的形式儲(chǔ)存起來(lái)。隨著電源電壓 Vin 對(duì)電感 L 的充電，L 電流 IL 對(duì)輸出電容 CO 充電，并提供負(fù)載電流 Io， VD 被反向偏置而截止。當(dāng)開(kāi)關(guān)管截止(Toff)時(shí)，L 中消失的磁場(chǎng)使其極性顛倒 VD 加正向偏壓而導(dǎo)通，L 和 CO 在 Toff 提供負(fù)載電流 Io。 輸出電壓：

圖 1.3 為降壓型電路的二極管電壓和電感電流的波形如下。

圖 1.3 降壓型電路的二極管電壓和電感電流波形

2.2 升壓型

升壓型又稱為 BOOST 控制器，圖 1.4 為其典型電路結(jié)構(gòu)。

圖 1.4 升壓型典型電路結(jié)構(gòu)

基本工作原理：當(dāng)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，能量?jī)?chǔ)存在 L 中，由于 VD 截止，所以 Ton 期間，負(fù)載的電壓和電流由 CO 供給在開(kāi)關(guān)管。 截止時(shí)，儲(chǔ)存在 L 中的能量通過(guò)正向偏置的 VD 傳送到負(fù)載和 CO， L 放電電壓的極性與VIN 相同，且與 Vin 相串聯(lián)因而提供了一種升壓作用。

輸出電壓：

圖 1.5 升壓電路的開(kāi)關(guān)管電壓和電感電流波形

2.3 升降壓型

升降壓型又稱為 BUCK-BOOST 控制器，圖 1.6 為其典型電路結(jié)構(gòu)。

圖 1.6 升降壓型典型電路結(jié)構(gòu)

基本工作原理：當(dāng) Q1 導(dǎo)通時(shí)，接在 Vin 兩端的 L 被充電，由于 VD 截止，所以 TON 期間，負(fù)載的電壓和電流由 CO 供給。當(dāng)開(kāi)關(guān)管截止時(shí)，儲(chǔ)存在 L 中的能量通過(guò) VD 傳送到負(fù)載和 CO ，因?yàn)?L 上消失的磁場(chǎng)顛倒了電感器電壓的極性。

輸出電壓：

圖 1.7 升降壓型電路電感的電壓與電流波形

2.4 反激式

反激式又稱為 Fly-back 型，它能產(chǎn)生在輸入電壓范圍內(nèi)的輸出電壓，不同于降壓升壓控制器。這是反激式控制器所獨(dú)有的特點(diǎn)。圖 1.8 為其典型電路結(jié)構(gòu)。

圖 1.8 反激式典型電路結(jié)構(gòu)

基本工作原理：當(dāng)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電流流過(guò)變壓器 T1 的初次線圈 N1 ，變壓器將能量以磁場(chǎng)的形式儲(chǔ)存起來(lái)。由于初次級(jí)圈不同相位，所以當(dāng)電流流過(guò)初次線圈時(shí)，次級(jí)線圈 N2 中沒(méi)有電流流過(guò)。當(dāng)開(kāi)關(guān)管截止時(shí)，消失的磁場(chǎng)使初次次線圈中電壓極性反轉(zhuǎn)，整流二極管 VD 導(dǎo)通。電流通過(guò) VD 流向負(fù)載，變壓器的能量釋放，提供負(fù)載電壓電流。

輸出電壓：

（1）電流連續(xù)狀態(tài)下

（2）電流斷續(xù)狀態(tài)下

圖 1.9 為反激式電路的在電流斷續(xù)情況下的電壓電流波形如下。

圖 1.9 反激式電路的電壓與電流波形

2.5 正激式

正激式不同于反激式，在原邊導(dǎo)通的同時(shí)，副邊向負(fù)載釋放能量。當(dāng)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，變壓器處于“空載”狀態(tài)，其中儲(chǔ)存的磁能將被積累到下一個(gè)周期。這是它的特點(diǎn)。圖 1.10 為其典型電路結(jié)構(gòu)。

圖 1.10 正激式典型電路結(jié)構(gòu)

基本工作原理：當(dāng)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電流流過(guò)變壓器 T1 的初次線圈 N1 。由于初次級(jí)圈同相位，所以當(dāng)電流流過(guò)初次線圈時(shí)，整流二極管 VD 導(dǎo)通，次級(jí)線圈 N2 中也有電流流過(guò)。當(dāng)開(kāi)關(guān)管截止時(shí)，初次級(jí)線圈均沒(méi)有電流流過(guò)。

輸出電壓:

圖 1.11 為正激式電路開(kāi)關(guān)管電壓和原邊電流波形。

圖 1.11 正激式電路開(kāi)關(guān)管電壓和電流波形

2.6 推挽式

推挽式又稱為 Push-Pull 控制器，圖 1.12 為其典型電路結(jié)構(gòu)。

圖 1.12 推挽式典型電路結(jié)構(gòu)

基本工作原理:Q1 和 Q2 交替導(dǎo)通和截止,且導(dǎo)通和截止時(shí)間必須嚴(yán)格錯(cuò)開(kāi),當(dāng) Q1 導(dǎo)通 Q2 截止時(shí),由于次級(jí)繞組兩線圈匝數(shù)相等,繞向相反,能量通過(guò)變壓器 T1 以磁通方式耦合過(guò)來(lái)的正電壓使 VD1 正向?qū)?負(fù)電壓使 VD1 導(dǎo)通.次級(jí)電壓整流、濾波后加到輸出端。當(dāng) Q2 導(dǎo)通 Q1 截止時(shí)，這個(gè)過(guò)程重復(fù)進(jìn)行，T1 的次級(jí)繞組開(kāi)關(guān)工作頻率為加在 Q1 Q2 上 PWM 頻率的兩倍。

輸出電壓：

圖 1.13 為推挽式電路開(kāi)關(guān)管 Q1 的電壓和電流的波形如下。

圖1.13 推挽式電路開(kāi)關(guān)管電壓和電流波形

3 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的確定

開(kāi)始設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源時(shí)，主要考慮的是采用何種基本拓?fù)洹ｉ_(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)中，拓?fù)涞念愋团c電源各個(gè)組成部分的布置有關(guān)。這種布置與電源可以在何種環(huán)境下安全工作以及可以給負(fù)載提供的最大功率密切相關(guān)。這也是設(shè)計(jì)中性能價(jià)格折中的關(guān)鍵點(diǎn)。每種拓?fù)涠加凶约旱膬?yōu)點(diǎn)，有的拓?fù)淇赡艹杀颈容^低，但輸出的功率受到限制；而有的可以輸出足夠的功率，但成本比較高等。在一種應(yīng)用場(chǎng)合下，有好幾種拓?fù)淇梢怨ぷ鳎挥幸环N是在要求的成本范圍內(nèi)性能最好的。

根據(jù)系統(tǒng)造價(jià)、性能指標(biāo)和輸入、輸出負(fù)載特性，結(jié)合本課題的實(shí)際選用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是正激型變換器電路。

2. 基于 UC3842 的開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 開(kāi)關(guān)電源電路的設(shè)計(jì)

2.1.1 開(kāi)關(guān)電源電路的總體簡(jiǎn)介

輸入整流濾波器將交流輸入電壓進(jìn)行整流濾波，為變壓器器提供直流電壓。變壓器把直流電壓變換成高頻交流電壓，并且起到將輸出部分與輸入電網(wǎng)隔離的作用。輸出整流濾波器將變換器輸出的高頻交流電壓整流濾波得到需要的直流電壓，同時(shí)還防止高頻噪聲對(duì)負(fù)載的干擾。控制電路檢測(cè)輸出直流電壓，并將其與基準(zhǔn)電壓比較，進(jìn)行放大。調(diào)制振蕩器的脈沖寬度，從而控制變換器以保持輸出電壓的穩(wěn)定。保護(hù)電路在開(kāi)關(guān)電源發(fā)生過(guò)電壓或者過(guò)電流時(shí)，使開(kāi)關(guān)電源停止工作以保護(hù)負(fù)載和電源本身。

2.1.2 基于 UC3842 的基本結(jié)構(gòu)

基于 UC3842 正激式開(kāi)關(guān)電源的結(jié)構(gòu)框圖如圖 2.1。

圖 2.1 開(kāi)關(guān)電源的結(jié)構(gòu)框圖

2.1.3 各部分功能簡(jiǎn)介

輸入整流與濾波電路：

其一般都采用橋式整流，將輸入的交流整成高壓直流，經(jīng)過(guò)濾波輸入變壓器的一次側(cè)。

變換器：

變換器是用來(lái)變換電能的，是開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)的核心。

輸出整流濾波濾波：

變壓器輸出側(cè)的電壓還不夠理想，需要整流濾波來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)的指標(biāo)。

反饋回路：

將輸出部分的電壓或電流信息反饋回到前級(jí)，進(jìn)入控制部分，由控制部分來(lái)控制交換組件的運(yùn)作狀態(tài)。

隔離組件：

隔離組件的設(shè)立主要是出于安全的考慮，一般常用的隔離組件是光耦，將后級(jí)信息反饋到前級(jí)。

控制部分：

有兩種控制方式 RCC 和 PWM，RCC 是由反饋回來(lái)的信號(hào)改變電容充放電時(shí)間來(lái)達(dá)到控制開(kāi)關(guān)組件開(kāi)關(guān)時(shí)間的目的，這種模式實(shí)現(xiàn)的電路電路簡(jiǎn)單，不固定頻率，也不容易控制。本文所研究的正激式采用的是 PWM 控制模式，其是通過(guò)反饋信號(hào)和相應(yīng)的 IC 芯片上的標(biāo)準(zhǔn)波形進(jìn)行比較，進(jìn)而對(duì)應(yīng)的改變開(kāi)關(guān)組件的開(kāi)關(guān)時(shí)間，這種方式的控制穩(wěn)定度高，可固定頻率，目前流行的開(kāi)關(guān)電源都是采用這種方式。

2.2 UC3842 芯片簡(jiǎn)介

2.2.1 UC3842 的特點(diǎn)

UC3842 是美國(guó) Unitorde 公司生產(chǎn)的一種性能優(yōu)良的電流控制型脈寬調(diào)制芯片。該調(diào)制器單端輸出，能直接驅(qū)動(dòng)雙極型的功率管或場(chǎng)效應(yīng)管。其主要優(yōu)點(diǎn)是管腳數(shù)量少，外圍電路簡(jiǎn)單，電壓調(diào)整率可達(dá) 0.01%，工作頻率高達(dá) 500kHz，啟動(dòng)電流小于 1mA，正常工作電流為 5mA，并可利用高頻變壓器實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的隔離。該芯片集成了振蕩器、具有溫度補(bǔ)償?shù)母咴鲆嬲`差放大器、電流檢測(cè)比較器、圖騰柱輸出電路、輸入和基準(zhǔn)欠電壓鎖定電路以及 PWM 鎖存器電路。

2.2.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳圖

芯片的內(nèi)部電路如圖 2.2，引腳圖如圖 2.3 所示。

圖 2.2 UC3842 內(nèi)部電路

圖 2.3 引腳圖

2.2.3 引腳功能

UC3842 采用固定工作頻率脈寬調(diào)制方式，輸出電壓或負(fù)載變化時(shí)僅調(diào)整導(dǎo)通寬度，共 8 個(gè)腳，各引腳功能如下：

第 1 腳為補(bǔ)償腳，內(nèi)部誤差放大器的輸出端，外接阻容元件以確定誤差放大器的增益和頻響。

第 2 腳是反饋腳，將采樣電壓加到誤差放大器的反相輸入端，再與同相輸入端的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生誤差電壓，控制脈沖的寬度。

第 3 腳為電流傳感端，在功率管的源極串接一個(gè)小阻值的采樣電阻，構(gòu)成過(guò)流保護(hù)電路。當(dāng)電源電壓異常時(shí)，功率管的電流增大，當(dāng)采樣電阻上的電壓超過(guò)1V 時(shí)，UC3842 就停止輸出，有效地保護(hù)了功率管。

第 4 腳為鋸齒振蕩器外部定時(shí)電阻 R 與定時(shí)電容 C 的公共端。

第 5 腳為地。

第 6 腳為圖騰柱式輸出電壓，當(dāng)上面的三極管截止的時(shí)候下面的三極管導(dǎo)通，為功率管關(guān)斷時(shí)提供了低阻抗的反向抽取電流回路，加速了功率管的關(guān)斷。

第 7 腳為輸入電壓，開(kāi)關(guān)電源啟動(dòng)的時(shí)候需要在該引腳加一個(gè)不低于 16V 的電壓，芯片工作后，輸入電壓可以在 10～30V 之間波動(dòng)，低于 10V 時(shí)停止工作。

第 8 腳為內(nèi)部 5.0V 的基準(zhǔn)電壓輸出，電流可達(dá) 50mA。

2.2.4 芯片工作原理

電路上電時(shí)，外接的啟動(dòng)電路通過(guò)引腳 7 提供芯片需要的啟動(dòng)電壓。在啟動(dòng)電源的作用下，芯片開(kāi)始工作，脈沖寬度調(diào)制電路產(chǎn)生的脈沖信號(hào)經(jīng) 6 腳輸出驅(qū)動(dòng)外接的開(kāi)關(guān)功率管工作。功率管工作產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)取樣電路轉(zhuǎn)換為低壓直流信號(hào)反饋到 3 腳，維護(hù)系統(tǒng)的正常工作。電路正常工作后，取樣電路反饋的低壓直流信號(hào)經(jīng) 2 腳送到內(nèi)部的誤差比較放大器，與內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生的誤差信號(hào)送到脈寬調(diào)制電路，完成脈沖寬度的調(diào)制，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。如果輸出電壓由于某種原因變高，則 2 腳的取樣電壓也變高，脈寬調(diào)制電路會(huì)使輸出脈沖的寬度變窄，則開(kāi)關(guān)功率管的導(dǎo)通時(shí)間變短，輸出電壓變低，從而使輸出電壓穩(wěn)定，反之亦然。鋸齒波振蕩電路產(chǎn)生周期性的鋸齒波，其周期取決于 4 腳外接的 RC 網(wǎng)絡(luò)。所產(chǎn)生的鋸齒波送到脈沖寬度調(diào)制器，作為其工作周期，脈寬調(diào)制器輸出的脈沖周期不變，而脈沖寬度則隨反饋電壓的大小而變化。其內(nèi)部基準(zhǔn)電路產(chǎn)生+5V 基準(zhǔn)電壓作為 UC3842 內(nèi)部電源，經(jīng)衰減得 2.5 V 電壓作為誤差放大器基準(zhǔn)。振蕩器產(chǎn)生方波震蕩，震蕩頻率取決于外接定時(shí)元件，在④腳和⑧腳外接的電阻 RT 和電容 CT 共同 決定了振蕩器的震蕩頻率，f=1.8/(RT*CT)。電路啟動(dòng)后變壓器的付繞整流濾波電壓一方面為 UC3842 提供正常工作電壓，另一方面加到誤差放大器的反相輸入端②腳，為 UC3842 提供負(fù)反饋電壓，其規(guī)律是此腳電壓越高驅(qū)動(dòng)脈沖的占空比越小，以此穩(wěn)定輸出電壓。⑥腳輸出的方波信號(hào)驅(qū)動(dòng) MOSFEF 功率管，變壓器原邊繞組的能量傳遞到付邊各繞組，經(jīng)整流濾波后輸出各數(shù)值不同的直流電壓供負(fù)載使用。③腳為電流檢測(cè)端，用于檢測(cè)開(kāi)關(guān)管的電流，當(dāng)③腳電壓大于或等于 1V 時(shí)，UC3842 就關(guān)閉輸出脈沖，保護(hù)開(kāi)關(guān)管不致于過(guò)流損壞。

2.3 各部分回路設(shè)計(jì)

2.3.1 主回路的設(shè)計(jì)

主回路包括：低通濾波回路，輸入整流濾波回路，開(kāi)關(guān)電源吸收回路，輸出整流濾波回路。其電路如圖 2.4 所示。

圖 2.4 主回路

（1） 低通濾波回路的設(shè)計(jì)

低通濾波回路是開(kāi)關(guān)電源輸入的“大門(mén)”，電網(wǎng)電力就是經(jīng)低通濾波進(jìn)入的。它有兩個(gè)作用：第一，防止輸入電源竄入噪聲干擾，同時(shí)還要抑制浪涌電壓、尖峰電壓的進(jìn)入；第二，阻止、限制開(kāi)關(guān)電源所產(chǎn)生的噪聲，高頻電磁干擾信號(hào)通過(guò)輸入電線饋進(jìn)入電網(wǎng)。

圖 2.5 低通濾波回路

（2）整流濾波回路的設(shè)計(jì)

開(kāi)關(guān)電源的輸入整流部分采用的是一個(gè)全橋整流芯片。濾波部分采用的是電容濾波，濾除輸出電壓中的交流分量，使得整流出的直流電壓盡量平滑

圖 2.6 整流濾波回路

（3）開(kāi)關(guān)電源吸收回路的設(shè)計(jì)

電路如圖2.7 所示。

圖 2.7 吸收回路

其是利用電阻、電容和阻塞二極管組成的鉗位電路，可有效的保護(hù)開(kāi)關(guān)功率管不受損壞。VT1 導(dǎo)通時(shí)變壓器 TR1 的磁通量增大，這時(shí)便將電能積蓄起來(lái)。VT1截止時(shí)，便將積蓄的電能釋放，變壓器一次繞組中便有剩磁產(chǎn)生，并通過(guò) VD5 反饋到二次側(cè)。剩磁釋放完畢后，一次繞組 N1 的電壓 V1（min）為

由于加在 VT1 上的電壓峰值 Vdsp=497V，由于 Dmin=0.2，T=20us，則 ton=4us，則吸收回路德電阻 R2 為

經(jīng)計(jì)算，取 4.7KΩ。

時(shí)間常數(shù) R2、C6 比周期 T 大得多，一般取 5 倍左右，則

用開(kāi)關(guān)管上的峰值電壓 Vdsp 減去 R2 兩端的電壓 VR2，就是阻塞二極管 VD5 所承受的電壓。

式中，Vs=14.4V；n 是該變壓器的電壓比， n=9/88=0.102 。

所以，VD5 所承受的電壓為 Vdsp-VR3=497V-212V=285V，選用耐壓值為 400V，電流為 3A 的快恢復(fù)二極管 FR304.

（4） 輸出濾波電路

濾波電路由兩塊組成：輸出的高頻電壓首先經(jīng)過(guò)一個(gè)二極管將負(fù)半邊的電壓濾除，使它變?yōu)閱蜗虻碾妷海缓笤俳?jīng)過(guò)一個(gè) LC 濾波單元濾除高頻電壓，這樣就可以得到所要的直流電壓量。

圖 2.8 輸出濾波電路

2.3.2 控制保護(hù)回路的設(shè)計(jì)

電路啟動(dòng)后變壓器的副繞組③④的整流濾波電壓一方面為 UC3842 提供正常工作電壓，另一方面經(jīng) R3、R4 分壓加到誤差放大器的反相輸入端②腳，為 UC3842 提供負(fù)反饋電壓，其規(guī)律是此腳電壓越高驅(qū)動(dòng)脈沖的占空比越小，以此穩(wěn)定輸出電壓。④腳和⑧腳外接的 R6、C8 決定了振蕩頻率，其振蕩頻率的最大值可達(dá)500KHz。R5、C6用于改善增益和頻率特性。⑥腳輸出的方波信號(hào)經(jīng) R7、R8 分壓后驅(qū)動(dòng) MOSFEF 功率管，變壓器原邊繞組①②的能量傳遞到副邊各繞組，經(jīng)整流濾波后輸出各數(shù)值不同的直流電壓供負(fù)載使用。電阻 R10 用于電流檢測(cè)，經(jīng) R9、 C9 濾濾后送入 UC3842 的③腳形成電流反饋環(huán). 所以由 UC3842 構(gòu)成的電源是雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，電壓穩(wěn)定度非常高，當(dāng) UC3842 的③腳電壓高于 1V 時(shí)振蕩器停振，保護(hù)功率管不至于過(guò)流而損壞。

圖 2.9 控制保護(hù)回路

電路是怎樣進(jìn)行保護(hù)的呢？如果由于某種原因，輸出短路而產(chǎn)生過(guò)流，開(kāi)關(guān)管的漏極電流將大幅度上升，R10 兩端的電壓上升，IC1 的 3 腳上的電壓也上升。當(dāng)該腳電壓超過(guò)正常值 0.3V 達(dá)到 1V 時(shí)，UC3842 的 PWM 比較器輸出高電平，使PWM 鎖存器復(fù)位，關(guān)閉輸出。這時(shí)，UC3842 的 6 腳無(wú)輸出，MOS 管截止，從而保護(hù)了電路。如果供電電壓發(fā)生過(guò)壓（在 265V 以上），IC1 無(wú)法調(diào)節(jié)占空比，變壓器的初級(jí)繞組電壓大大提高，IC1 的 7 腳供電電壓也急劇上升，其 2 腳電壓也上升，關(guān)閉輸出。如果電網(wǎng)電壓低于 85V，IC1 的 1 腳電壓也下降，當(dāng)下降 1V（正常值是 3.4V）以下時(shí)，PWM 比較器輸出高電平，使 PWM 鎖存器復(fù)位，關(guān)閉輸出。如果人為意外的將輸出端短路，這時(shí)輸出電流將成倍增加，使得自動(dòng)恢復(fù)開(kāi)關(guān)RF 內(nèi)部的熱量激增，它立即斷開(kāi)電路，起到過(guò)壓保護(hù)作用。

2.3.3 反饋電路的設(shè)計(jì)

關(guān)電耦合反饋控制是這樣的：IC2 是關(guān)電耦合器，型號(hào)是 NEC2501。IC3 是精密穩(wěn)壓源，型號(hào)是 TL431。由 IC3、R11、R12 組成外部誤差放大器。誤差放大器的頻率響應(yīng)由 C12、R10、R11 決定。當(dāng)輸出負(fù)載變小時(shí)，R9 用于提高輸出電壓的穩(wěn)定性。當(dāng) 12V 輸出電壓由于負(fù)載減輕而升高時(shí)，經(jīng)電阻 R11、R12 分壓后所得到的取樣電壓與精密穩(wěn)壓源的 2.5V 標(biāo)準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，其差值必然增大，使 IC3 的陰極 K 的電位降低，發(fā)射二極管的工作電流 IF 上升，發(fā)光強(qiáng)度增大，通過(guò)光電耦合使光電接收三極管的電流 IC 升高。這樣使得開(kāi)光電源控制集成電路 IC1 的①腳的補(bǔ)充輸入電流增大，促使片內(nèi)對(duì) PWM 比較器進(jìn)行調(diào)節(jié)，使占空比減小，輸出電壓下降，達(dá)到穩(wěn)壓的目的。

圖 2.10 反饋電路的設(shè)計(jì)

2.4 外圍主要器件的選取

開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)中要選用的元器件很多，下面介紹一下主要元器件的選取。

（1）光電耦合器

光電耦合器（Optical Coupler,OC）也叫光電隔離器（Optical Isolation,OI） ,簡(jiǎn)稱光耦。它是一種以紅外光進(jìn)行信號(hào)傳遞的器件，由兩部分組成：一是發(fā)光體，實(shí)際上是一只發(fā)光二極管，受輸入電流控制，發(fā)出不同強(qiáng)度的紅外光；另一部分是受光器，受光器接收光照以后，產(chǎn)生光電流并從輸出端輸出。它的光——電反應(yīng)也是隨著光的強(qiáng)弱改變而變化的。這就實(shí)現(xiàn)了“電——光——電”功能轉(zhuǎn)換，也就是隔離信號(hào)傳遞。光電耦合器的主要優(yōu)點(diǎn)是單向信號(hào)傳輸，輸入端和輸出端完全實(shí)現(xiàn)了隔離。不受其他任何電氣干擾和電磁干擾，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。因?yàn)樗且环N發(fā)光體，而且用低電平的電源供電，所以它的使用壽命長(zhǎng)，傳輸效率高，而且體積小。可廣泛用于級(jí)間耦合、信號(hào)傳輸、電氣隔離、電路開(kāi)關(guān)以及電平轉(zhuǎn)換等。在開(kāi)關(guān)電源電路中利用光電耦合器構(gòu)成反饋回路，通過(guò)光電耦合器來(lái)調(diào)整、控制輸出電壓。達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的；通過(guò)光電耦合器進(jìn)行脈沖轉(zhuǎn)換。在設(shè)計(jì)本次開(kāi)關(guān)電源時(shí)，對(duì)光耦的選取原則是：

①電流傳輸比 CTR 的允許選取范圍是 80%～250%。當(dāng) CTR 為 80%時(shí)，光電耦合器中的發(fā)光二極管需要較大的工作工作電流（>5.0MA）才能控制電路的占空比。這樣做的結(jié)果是增加了光電耦合器的功耗。當(dāng) CTR>250%時(shí)，若啟動(dòng)電流或輸出負(fù)載發(fā)生突變，有可能發(fā)生誤觸發(fā)，即誤關(guān)斷，影響正常工作。

②要采用線性良好的光電耦合器。因?yàn)楣怆婑詈掀骶哂辛己玫木€性時(shí)，電源控制調(diào)整十分有序，輸出穩(wěn)定可靠。

因此，本設(shè)計(jì)中對(duì)光電耦合器的采用為：光耦 NEC2501。

光耦 NEC2501 參數(shù)如下：

型號(hào)：NEC2501；電流傳輸比 CTR：80%～160%；反向擊穿電壓 V（BR）CEO：40V；生產(chǎn)廠商：NEC；封裝形式：DIP4

（2）肖特基二極管 SBD

肖特基二極管 SBD（Schottky Bsrrier Diode）是一種 N 型半導(dǎo)體器件，工作在低電壓、大電流狀態(tài)下，反向恢復(fù)時(shí)間短，只有納秒，正向?qū)▔航禐?0.4V，而整流電流達(dá)數(shù)百安。它是最近在開(kāi)關(guān)電源中應(yīng)用得最多的一種器件。區(qū)分肖特基二極管和超快速恢復(fù)二極的方法是二者的正向壓降不同，肖特基二極管的正向壓降為 0.3V，超快速恢復(fù)二極管的正向壓降是 0.6V。值得注意的是：肖特基二極管的最高反向工作電壓一般不超過(guò) 100V，它適合用在低電壓、大電流的開(kāi)關(guān)電源中。因此，在本設(shè)計(jì)中肖特基二極管的采用為MBR1045。肖特基二極管MBR1045 參數(shù)如下：型號(hào)：MBR1045；反向峰值電壓 Vrm：45；平均整流電流 Id：

10A；反向恢復(fù)時(shí)間 Trr：<10ns；生產(chǎn)廠商：Motorola?

（3）芯片 TL431

德州儀器公司（TI）生產(chǎn)的 TL431 是一個(gè)有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源。它的輸出電壓用兩個(gè)電阻就可以任意地設(shè)置到從 Vref（2.5V）到 36V范圍內(nèi)的任何值，典型動(dòng)態(tài)阻抗為 0.2Ω，在很多應(yīng)用中可以用它代替齊納二極管，例如，數(shù)字電壓表，運(yùn)放電路、可調(diào)壓電源，開(kāi)關(guān)電源等等。

圖 2.11 該器件的電路符號(hào)。3 個(gè)引腳分別為：陰極（CATHODE）、陽(yáng)極（ANODE）和參考端（REF）。

圖 2.11 TL431 電路符號(hào)和等效電路

由圖 2.11 可以看到，VI 是一個(gè)內(nèi)部的 2.5V 基準(zhǔn)源，接在運(yùn)放的反相輸入端。由運(yùn)放的特性可知，只有當(dāng) REF 端（同相端）的電壓非常接近 VI（2.5V）時(shí)，三極管中才會(huì)有一個(gè)穩(wěn)定的非飽和電流通過(guò)，而且隨著 REF 端電壓的微小變化，通過(guò)三極管圖 2.12 的電流將從 1mA 到 100mA 變化。當(dāng)然，該圖絕不是 TL431的實(shí)際內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以不能簡(jiǎn)單地用這種組合來(lái)代替它。但如果在設(shè)計(jì)、分析應(yīng)用 TL431 的電路時(shí)，這個(gè)模塊圖對(duì)開(kāi)啟思路，理解電路都是很有幫助的。

圖 2.12 TL431 內(nèi)部等效電路圖

（4）輸入端的濾波電容

濾波穩(wěn)壓電容 C5 可按照輸出功率 2uF/W 來(lái)選擇，交流輸入電壓的范圍為85V~265V，設(shè)整流橋導(dǎo)通時(shí)間 Tc=3ms，由式（3-6）可得電容耐壓值

式中，η為系統(tǒng)效率，選擇為 80%，fL為交流電網(wǎng)頻率； Po為系統(tǒng)輸出總頻率。

考慮到一定的裕量，最終取 C5=100uF/450V。

（5）輸入整流二極管

開(kāi)關(guān)電源的整流橋是由 4 只二極管組成的，每?jī)芍欢O管串聯(lián)起來(lái)完成交流電壓半周整流。因此，每只二極管中流過(guò)的電流只有整個(gè)電流平均值的一半；每只二極管所承受的電壓是最大反向電壓的一半。

輸入有效電流

輸入回路平均電流

電容的負(fù)載電阻RLC為

由于是全波整流，故比例系數(shù) K 取 2，Rs/（KRLC）=3（2×463）=0.0032。由 交流輸入電流峰值與輸出平均電流之間的關(guān)系Iacp/Idc=6，則交流輸入電流峰值Iacp=6Idc=1.3A。輸入回路的最大峰值電壓Vmax=2√2V1（max）=2√2×265=750V。選用二極管 IN5398，它的最高反向工作電壓為 800V，額定整流電流為 1.5A。

（6）分壓電阻 R11、R12

一般是先確定 R11 的阻值，再計(jì)算 R12 的阻值，選 R11=10KΩ

則，

（7）限流電阻 R8 阻值由下列公式求出

式中，VREF 為 TL431 的基準(zhǔn)電壓 2.5V， 40mA 是光電耦合器中發(fā)光二級(jí)管的電流在傳輸比 CRT 為 120%時(shí)的標(biāo)稱值。

（8）開(kāi)關(guān)管 MOS 的選用

開(kāi)關(guān)管所承受的峰值電壓 Vdsp

式中，R3 是吸收電路電阻，為 4.7KΩ;

V1max 是輸入最大直流電壓，為 375V

Lp 是初級(jí)繞組的電感量，為 1.439mH

選用 IRF734 功率管。

3. 開(kāi)關(guān)電源變壓器的設(shè)計(jì)

3.1 與變壓器相關(guān)的一些基本概念

變壓器是開(kāi)關(guān)電源中的一個(gè)核心組件，也是所有組件中需要自己設(shè)計(jì)的器件之一，不同的機(jī)種會(huì)有不同的變壓器，所以實(shí)際上變壓器的設(shè)計(jì)是個(gè)大課題，在此，先對(duì)與變壓器相關(guān)的一些概念做一個(gè)簡(jiǎn)短的介紹。

（1）μ磁導(dǎo)率

一般我們稱

μ＜1 的磁性材料為反磁性材料像銀、銅、水等。

μ略大于 1 的磁性材料為順磁性材料。

μ遠(yuǎn)大于 1 的磁性材料為鐵磁性材料。

μ=1 則是真空。

（2）居里溫度

圖 3.1 磁芯的磁導(dǎo)率（μ）與溫度（T）之間的關(guān)系曲線

圖 3.1 為磁芯的磁導(dǎo)率（μ）與溫度（T）之間的關(guān)系曲線，基本上所有的磁芯產(chǎn)品的μ-T 圖都連線是這個(gè)走向，在μ隨溫度上升到一定高度后會(huì)急劇的下降，定義由 0.8μ到 0.2μ與μ=1 的交點(diǎn)多對(duì)應(yīng)的溫度為居里溫度，其含義是，一旦磁性材料達(dá)到這個(gè)溫度之后，其磁性將由軟磁性轉(zhuǎn)變成硬磁性。其是磁芯的一個(gè)重要參數(shù)。

（3）磁芯損耗

也稱之為鐵損，是變壓器的損耗來(lái)源之一，其由三部分組成磁滯損耗

P h 、渦流損耗Pe 、殘留損耗Pc 。

①磁滯損耗是磁化所消耗的能量，即磁化過(guò)程中部分磁疇在外磁場(chǎng)去除之后又會(huì)恢復(fù)原來(lái)的方向，那么磁場(chǎng)再次加到其上是，要實(shí)現(xiàn)對(duì)它的磁化就要消耗一部分的能量以用于校正這些磁疇，其一個(gè)粗略的計(jì)算公式是：

圖 3.2 磁滯曲線

則可以看出其與磁滯曲線的面積是正比的。在設(shè)計(jì)磁芯的時(shí)候可以參考待選磁芯的磁滯曲線來(lái)考慮將來(lái)使用中可能達(dá)到的磁滯損耗。

②渦流損耗則是由于交變電流在磁芯中產(chǎn)生環(huán)流而引起的歐姆損耗，，其公式表示為：

其中 d 為磁芯的物理密度，ρ為電阻率，Bw為工作磁感應(yīng)強(qiáng)度，f 為頻率。

③殘留損耗由磁化延遲與磁矩共振引起的，在整個(gè)損耗中所在的比重不大。一般在設(shè)計(jì)中都不考慮。

（4）漏感

簡(jiǎn)而言之，漏感就是初次級(jí)不能耦合的磁力線部分，設(shè)計(jì)變壓器的時(shí)候要盡量的減少漏感，因漏感在釋放能量的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生尖峰電壓，而且對(duì)變壓器的效率也是一大影響。

（5）爬電距離

這屬于安規(guī)中對(duì)變壓器的空間要求內(nèi)容，即沿絕緣表面測(cè)得兩個(gè)導(dǎo)電組件之間或?qū)щ娊M件與物體接口之間的最短距離。在安規(guī)中對(duì)于爬電距離都有明確的規(guī)定。

（6）溫升

變壓器的磁心損耗和線圈損耗（即銅損）是造成變壓器溫升的一個(gè)因素，另外一個(gè)造成溫升的因素就是輻射表面的面積，氣流流過(guò)變壓器，變壓器溫度會(huì)降低，降低的程度與氣流速度有關(guān)。要像精確、系統(tǒng)的計(jì)算出變壓器的溫升是不可能的，但是可以通過(guò)一些經(jīng)驗(yàn)曲線來(lái)得到一個(gè)大概的值，得到的這個(gè)值誤差一般在 10 度以內(nèi)。

（7）銅損

銅損一般是由三部分構(gòu)成：導(dǎo)線的歐姆損耗、集膚效應(yīng)和臨近效應(yīng)。實(shí)際中集膚效應(yīng)和臨近效應(yīng)所帶來(lái)的損耗往往要比導(dǎo)線的歐姆損耗大得多。線圈中的可變磁場(chǎng)感應(yīng)產(chǎn)生了渦流，集膚效應(yīng)是由繞線的自感產(chǎn)生的渦流引起的，其使得電流只流經(jīng)繞線外層極薄的部分，這部分的厚度或環(huán)形導(dǎo)電面積與頻率的平方根成正比。因此，頻率越高，繞線損失的固態(tài)面積就越多，增加了交流阻抗從而增加了銅損。臨近效應(yīng)是由繞線的互感產(chǎn)生的渦流引起的，其引起的銅損比集膚效應(yīng)大得多，而且，多層繞組的臨近效應(yīng)損耗更是相當(dāng)?shù)拇螅袘?yīng)的渦流迫使凈電流只流經(jīng)銅線截面的一小部分，增加了銅損，最嚴(yán)重的還是臨近效應(yīng)感應(yīng)的渦流使原來(lái)流經(jīng)繞組或繞組層的凈電流幅值增加了很多倍。

3.2 變壓器用料介紹

（1）線架(BOBBIN)

BOBBIN(線架)也叫做骨架，在變壓器中起支撐作用。開(kāi)關(guān)電源常用到是電木(PM)，其屬于熱固性材料，穩(wěn)定性高，不易變形，耐溫 150℃，可承受 370℃之高溫.表面光滑，易碎，不能回收。適用于耐溫較高之變壓器

（2）鐵心 CORE

開(kāi)關(guān)電源中用到的鐵芯為金屬軟磁材料的一種，金屬軟磁材料的基本構(gòu)成都是氧化鐵和其它二價(jià)的金屬化合物。目前常使用的金屬有錳(Mn)、鋅(Zn)、鎳(Ni)、鎂(Ng)、銅(Cu)。其常用組合如錳鋅(Mn Zn)系列、鎳鋅 (Ni Zn)系列及鎂鋅(Mg Zn)系列。其使用頻率范圍由 1kHz 到超過(guò) 200kHz 不等。其具體來(lái)講按照鐵心中含有的金屬不同又可分為金屬鐵心、鐵氧體鐵心和鐵粉心。在開(kāi)關(guān)電源中使用的是鐵氧體鐵心，因?yàn)檫@種鐵心的磁導(dǎo)率和電阻率都比較高，這樣可以降低磁芯損耗，而且價(jià)格低，磁感應(yīng)強(qiáng)度也比較大。

其結(jié)構(gòu)目前用的最多的磁心結(jié)構(gòu)是 POT（罐型），它是磁心在外，銅線在里面，可以減少 EMI，為了改善它的散熱情況，衍生出了很多中的形狀，像 EE 型、EI 型、PM 型、RM 型等等，其中使用比較頻繁的主要是 E 類的鐵心。

（3） 鐵弗龍?zhí)坠?/p>

鐵弗龍為塑料中耐溫最高(280℃-300℃)最耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、最抗粘、最滑溜耐磨之工程塑料材料，而廣泛用于機(jī)械，汽車，電子，化工閥門(mén)等零件。鐵弗龍為信號(hào)、儀控綱路及耐熱電線電纜的最佳絕緣材料，成功用于各類家電用品、通訊設(shè)備/計(jì)算機(jī)、各類化學(xué)、機(jī)械及電氣/電子工業(yè)領(lǐng)域，在變壓器中是一種最常用的套管材質(zhì)。

（4）馬拉膠帶

馬拉膠帶是一種聚酯薄膜(Polyeseter Taye)，這種膠帶適應(yīng)于需要薄質(zhì)、

耐用和高介電/耐電壓強(qiáng)度材料時(shí)的絕緣用途，聚脂薄膜膠有極佳的抗化學(xué)品、抗氧化和防潮能力， 并可扺受切割及磨損， 耐溫 130℃ ，HI-POT：5KV。其作用是控制層間的絕緣、防止繞組與繞組間的高壓及繞組也外部的高壓。一般情況下，初級(jí)對(duì)次級(jí)和次級(jí)對(duì)初級(jí)磁心包一圈，初級(jí)對(duì)次級(jí)和初、次級(jí)對(duì)磁心包三圈，膠帶寬度應(yīng)大于幅寬 0-1mm，起始和結(jié)尾搭頭 5-10mm。

（5）三層絕緣線

三層絕緣線是一種四氟乙烯共聚物，其耐溫可達(dá) 150℃，高壓可承受 5kv 一分鐘，其在變壓器繞制中多用于繞制次級(jí)，出于安規(guī)的考慮這樣可以增加絕緣距離和絕緣等級(jí)，并提高初次級(jí)的耐壓能力。

（6）漆包線

漆包線一般用來(lái)繞制初級(jí)繞組，漆包線有很多種，其中耐溫多在 120 度以上，常用的有 UEW 線，其耐溫有 130 度。

（7）凡立水

是一種含浸材料，一般在變壓器制作的最后都有一道含浸的工序，即把變壓器放在含浸材料中浸一段的時(shí)間，其目的是能增加變壓器的機(jī)械強(qiáng)度、提高絕緣性能、延長(zhǎng)使用壽命、還能散熱、防潮、固定，還能使外觀更加的漂亮。

3.3 高頻變壓器的設(shè)計(jì)

工作頻率對(duì)電源的體積、重量及電路特性影響很大。工作頻率高，輸出濾波電感和電容體積減小，但開(kāi)關(guān)損耗增高，熱量增大，散熱器體積加大。因此根據(jù)元器件及性價(jià)比等因素，將電源工作頻率進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

(1) 工作頻率的確定

工作頻率高，輸出電壓高，響應(yīng)速度快，調(diào)整范圍大，但是場(chǎng)效應(yīng)管、整流二極管以及變壓器等發(fā)熱多損耗大，噪聲大。選用 50KH，電源效率取 80%。工作周期為 ：

(2) 最大導(dǎo)通時(shí)間 Ton(max)的確定

正激式的占空比 Dmax應(yīng)低于 0.5，現(xiàn)選用Dmax=0.45， Dmin=0.2，則

(3) 變壓器次級(jí)輸出電壓 Vs的計(jì)算

式中：VL為濾波電感器的壓降取0.4V；VF為高頻整流二極管的正向壓降，取0.6V

(4) 變壓器匝數(shù)比（N）的計(jì)算

變壓器初級(jí)的最低直流電壓為PV(min)，一般設(shè) Vmin=100V

(5) 輸入功率的計(jì)算

（6） 選擇磁芯

開(kāi)關(guān)電源變壓器磁芯多是低磁場(chǎng)下使用的軟磁材料，具有較高磁導(dǎo)率、低的矯頑力、高的電阻率。磁導(dǎo)率高，在一定線圈匝數(shù)時(shí)，通過(guò)不大的勵(lì)磁電流就能有較高的磁感應(yīng)強(qiáng)度，線圈就能承受較高的外加電壓。因此在輸出一定功率要求下，可減少磁芯體積。磁芯矯頑力低，磁滯回環(huán)面積小，則鐵損耗也小。磁芯有高的電阻率，則渦流小，鐵耗小。金屬軟磁材料在開(kāi)關(guān)電源中用得較少，只有鐵－鎳合金、鐵－鋁合金薄片的磁芯基本合適。軟磁鐵氧體是經(jīng)過(guò)復(fù)合氧化物燒結(jié)而成的一種軟磁材料，他的電阻率很高，適合在高頻下使用，普遍使用在開(kāi)關(guān)電源中。在設(shè)計(jì)中要綜合考慮所設(shè)計(jì)電源的功率、頻率、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇合適的磁芯。 根據(jù)輸出功率與磁芯尺寸的關(guān)系（見(jiàn)表 1），選用 EE28,其中有效截面積Ae=78mm2。

表 1 輸出功率與磁芯尺寸的關(guān)系

(7) 變壓器次級(jí)匝數(shù)（N2）的計(jì)算

其中Bm為磁通密度，實(shí)際應(yīng)用磁芯的最高溫度為 100℃，可以選用 0.3T 以下。對(duì)于正激式變換器，它是單方向勵(lì)磁。考慮到勵(lì)磁問(wèn)題和工作頻率，先選用Bm為 0.2T。

(8) 反饋繞組（N3）的計(jì)算

IC的最低啟動(dòng)電壓為16V，正常工作電壓為20V，加上整流二極管的壓降0.6V,所以反饋繞組 N3 的供電電壓為 20.6V。

取整為 12 匝。

(9) 扼流圈電感的計(jì)算

當(dāng)輸出電流因負(fù)載變化而降低時(shí)，占空比將減少，調(diào)節(jié)輸出電壓不變；如果電路負(fù)載恒定，占空比下降，這時(shí)輸出電壓也將下降。這種現(xiàn)象是非常不好的，這是因?yàn)橹鬏敵龆罅魅﹄姼胁惶幱谶B續(xù)狀態(tài)。增大扼流圈的電感，輸出回路雖然可以工作在連續(xù)模式下，但對(duì)電源的效率、體積以及安裝都會(huì)帶來(lái)限制，同時(shí)輸出電流變化率將出現(xiàn)較大的變化。所以扼流圈的調(diào)試以及選用的重要。

流經(jīng)扼流圈的電流ΔIL一般是輸出電流Io的 20%

扼流圈的電感量 L 為

要求輸出文波電壓應(yīng)小于輸出電壓的 1%

(10) 計(jì)算變壓器初級(jí)電感量LP

初級(jí)有效電流：

初級(jí)最大電流：

初級(jí)電感量：

(11) 求磁芯氣隙δ

3.4 變壓器的繞制方法

參數(shù)計(jì)算出來(lái)只是標(biāo)志著變壓器的設(shè)計(jì)第一步的完成，要完成設(shè)計(jì)則必須繞制成功，變壓器的繞制有很多的講究和技巧。繞制方式的差異會(huì)直接影響到變壓器的電氣性能，在繞制時(shí)要注意以下幾個(gè)因素：

（1）是否符合安全規(guī)范;

（2）繞組之間是否耦合良好;

（3）是否可保證漏感盡可能地小。

以上因素是相互影響的，在繞制時(shí)要采取折中的方式。

首先考慮符合安全規(guī)范。

如果開(kāi)關(guān)電源的輸入電壓峰值高于 40V，就要受到一個(gè)或多個(gè)國(guó)際安全規(guī)程組織所制定的規(guī)范約束。在不同的國(guó)家不同的市場(chǎng)會(huì)有不同的規(guī)范，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)之前就應(yīng)該首先了解這些規(guī)定，安全規(guī)程對(duì)于變壓器的要求一般不都是爬電距離、絕緣強(qiáng)度和溫升，一般的方法式在一次側(cè)的繞組之間要用一層的膠帶絕緣，一次側(cè)與二次側(cè)之間要用三層膠帶絕緣，有時(shí)候?yàn)榱嗽黾优离娋嚯x則有必要使用擋墻，這樣做一方面增加了絕緣強(qiáng)度也增加了爬電距離，但是在一定程度上影響到了散熱，對(duì)于溫升由有影響了，所以，繞法的制定，需要一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而且，還需要多次的嘗試。

其次考慮這么使繞組之間耦合良好。

一次與二次，二次與二次繞組的緊密耦合，是變壓器設(shè)計(jì)的最理想的目標(biāo)，如果耦合很差，功率信號(hào)在到達(dá)輸出整流器之前就已經(jīng)被延遲了，這會(huì)使得存儲(chǔ)在磁心上的磁能在繞組上產(chǎn)生很大的尖峰，從而影響到后續(xù)電路的工作。二次繞組間的耦合情況會(huì)影響到輸出交叉調(diào)整性能，所謂交叉調(diào)整就是一個(gè)輸出端負(fù)載變化時(shí)，使其它輸出端電壓波動(dòng)的大小。

為達(dá)到繞組的緊密耦合，可以采用將兩根或更多的導(dǎo)線絞合在一起，然后把他們同時(shí)繞在骨架上，一般的經(jīng)驗(yàn)是對(duì)于 24-28 號(hào)線，大概是每厘米絞一圈，絞的太緊,容易損壞絕緣層。也有把多根導(dǎo)線放在一起同時(shí)繞，而不是把他們絞合在一起，大部分的時(shí)候他們是緊挨著的。在實(shí)際生產(chǎn)出于操作的難度和成本的考慮，常用的還是后一種方式，即把多股導(dǎo)線放在一起繞制。

最后考慮減少漏感的繞制：

漏感的影響就像是在繞組上串上了一個(gè)獨(dú)立的電感，它式導(dǎo)致功率開(kāi)關(guān)管漏極或集電極和輸出二極管陽(yáng)極上尖峰的原因。

對(duì)于已經(jīng)選定的磁心和計(jì)算好的繞組，可以由下式據(jù)算漏感：

式中 K1 對(duì)于簡(jiǎn)單的一次和二次繞組，取 3，如果二次繞組是交錯(cuò)在一次繞組兩層之間，取 0.85；

Lmt整根繞線繞在骨架上平均每匝的長(zhǎng)度；

nx要分析的這個(gè)繞組所包含的匝數(shù)

W1繞組的寬度

bw制作好的變壓器所有繞組的厚度

Tins繞組的絕緣厚度

上述公式已經(jīng)給出了影響繞組漏感的主要因素。在設(shè)計(jì)中可以控制的主要因素式選擇磁心的長(zhǎng)短，繞組的寬度，以及匝數(shù)的多少。另外，一次與二次耦合大的好壞對(duì)于一次漏感也有很大的影響。所以在實(shí)際繞制中通常采用的是初、次級(jí)夾層繞制的方式（即通常所說(shuō)的“三明治繞法”），即把一次側(cè)分成兩個(gè)部分來(lái)繞制，先在第一層上繞制一次側(cè)的 1/2，然后在其上面繞制二次側(cè)，最后完成一次側(cè)的另一半，要盡量的增加繞線的高度、減少繞組的厚度減少繞組的匝數(shù)，選材上要選用高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、低損耗的磁芯材料。

在繞制時(shí)通常考慮的就是以上的幾個(gè)問(wèn)題，實(shí)踐中的很多東西會(huì)與書(shū)本上的介紹有很大的差距，所以以上只能作為一個(gè)參考，在設(shè)計(jì)中還是要以實(shí)踐為準(zhǔn)。