基于PI Expert的反激式开关电源设计方案

4.2 高频变压器设计

设计高频变压器是设计开关电源最关键的一步。PI Expert在生成原理图的同时自动生成变压器的构造图。调整PI Expert左侧“设计树视图”中的“变压器”和“绕组结构”参数即可调整变压器的参数和结构。设计变压器时需要注意以下两点：

(1)为了减低漏感，功率最高的次级绕组应离变压器的初级绕组最近。若某个次级绕组的圈数较少，则该绕组要横跨绕线区域的整个宽度，以便改善耦合。

(2)由于此电源采用次级侧的稳压方式，偏置绕组应位于初级绕组和次级绕组之间。当偏置绕组位于初级和次级之间时，它相当于一个连接至初级返回端的EMI屏蔽层，降低了电源产生的传导EMI.

高频变压器的最终设计参数如下：

磁芯型号：EE19

初级电感：880uH

初级绕组：漆包线，Φ0.2mm,87匝

偏置绕组：漆包线，Φ0.25mm,10匝

次级绕组1:三层绝缘线，Φ0.4mm,4匝

次级绕组2:三层绝缘线，Φ0.4mm,5匝

绕组顺序(由里向外)：初级绕组，次级绕组2,次级绕组1,偏置绕组。

5.试验结果及分析

根据以上的设计参数实际制作硬件进行试验。

在额定负载情况下，当输入电压为220V时，实测开关电源的输出电压波形如图2所示。从图上可以看出，开关电源的输出特性良好，电压波动非常小。再测输出的纹波波形如图3所示，由图上可以看出，5V的纹波普遍在±100mV左右，12V的纹波在±100mV以下，效果理想。额定负载情况下，当输入电压为85V时，测试输出电压的波动和纹波均在允许范围内，未出现电源复位重启现象;当输入电压为265V时，测试输出电压的波动和纹波均在允许范围内，未出现电源复位重启现象;再对电源作保护功能的测试。使开关电源的输出过载或短路时，开关电源进入2.5s间隔的自动复位重启保护;输出负载正常时开关电源恢复正常工作。

6.结语

试验证明本文基于PI Expert设计的反激式开关电源具有良好的工作性能和高可靠性。该电源结构简单，具有输出过载和短路等保护功能。PI Expert是一款高效的设计工具，借助PI Expert软件可以大大缩短开关电源的开发周期。