采用TOPSwitch的单端正激式电源的电路分析与设计

当i_m(i)=I_sm时，B=B_max，H=H_max，则去磁电流最大值为

I_sm=I_pm(7)

式中：l_c为磁路长度；

I_pm为初级电流的峰值。

根据图2（b）去磁电流的波形可以得到去磁电流的平均值和去磁电流的有效值Is分别为

=dt=（8）

I_s==（9）

下面讨论当N_P=N_S，D_max=0.5与N_P=N_S，D_max=0.3时的去磁电流的平均值和有效值。设上述两种情况下的H_max或B_max相等，即两种情况下励磁绕组的安匝数相等，则有

I_m1N_P1=I_m2N_P2（10）

式中：N_P1为D_max=0.5时的励磁绕组匝数；

N_P2为D_max=0.3时的励磁绕组匝数；

设L_m1及L_m2分别为D_max=0.5和D_max=0.3时的初级绕组励磁电感，则有

I_m1=×0.5T为D_max=0.5时的初级励磁电流；

I_m2=×0.3T为D_max=0.3时的初级励磁电流。

由式（10）及L_m1，L_m2分别与N_P12，N_P22成正比，可得两种情况下的励磁绕组匝数之比为

（11）

及

（12）

当N_S1=N_P1时和N_S2=2N_P2时去磁电流最大值分别为

I_sm1=Im₁=I_m（13）

I_sm2=I_m2=I_m（14）

将式（10）～（14）有关参数代入式（8）～（9）可得到，当D_max=0.5时和D_max=0.3时的去磁电流平均值及与有效值I_s1及I_s2分别为

=I_m I_s1=0.408I_m （D_max=0.5）

≈0.29I_m I_s2=0.483I_m （D_max=0.3）

从计算结果可知，采用N_S=2N_P设计的去磁绕组的电流平均值或有效值要大于N_S=N_P设计的去磁绕组的电流值。因此，在选择去磁绕组的线径时要注意。

3 高频变压器设计

由于外围电路元件少,该电源设计的关键是高频变压器,下面给出其设计方法。

3.1 磁芯的选择

按照输出V_o=15V，I_o=1.5A的要求，以及高频变压器考虑6％的余量，则输出功率P_o=1.06×15×1.5=23.85W。根据输出功率选择磁芯，实际选取能输出25W功率的磁芯，根据有关设计手册选用EI25，查表可得该磁芯的有效截面积A_e=0.42cm²。

3.2 工作磁感应强度ΔB的选择

ΔB=0.5B_S，B_S为磁芯的饱和磁感应强度，由于铁氧体的B_S为0.2～0.3T，取ΔB=0.15T。

3.3 初级绕组匝数N_P的选取

选开关频率f=100kHz（T=10μs），按交流输入电压为最低值85V，E_min≈1.4×85V，D_max=0.3

计算则

N_P===52.6取N_P=53匝。