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第十一章 绪论

反击式属于开关电源的DC/DC变换器形式的一种，我们在研究反击式开关电源的时候必须对开关电源有所认识。

11.1 开关电源概述

11.1.1 开关电源的发展历史

通常在一般的情况下，发出电能的电源是不符合要求的，这就需要进行转化，即把一种形态的电能转化成另外一种形态的电能。这种电能形态的变换可以是交流电和直流电之间的变换以及其它，可以是交流电频率、项数、幅值等的变换，也可以是电流幅值和电压幅值之间的变换。比如变压器、变频器等一般我们所见的。在有些情况下，这种电能形态的转换肯能仅仅是稳定精度的提高或对其它性能的改进。输入这种电源输入也是电能，因此，许多输入和输出都是电源称之为间接电源。我们日常看见的电源就是一般电网发出电能而供热、取暖的电源，它们的发出有几种形势，即水力发电、火力发电、核能发电新能源等，它们都属于工频交流电源。日常生活中接触比较多的还有另外一种电源，即电化学电源。干电池、蓄电池就属于，在人们的日常生活中虽然占的比例比较小，但是特别重要，和人们的日常生活密切相关。通过电池的充电，蓄电池和干电池获得充电，但是它们放电的过程是由化学能直接转变而来的，所以说它们为直接电源从广义上来讲，开关电源就是电路中的电力电子器件工作在开关状态的电源。

开关电源通常由5大部分组成：

第一部分是输入整流滤波电路，有低通滤波和一次整流环节，输入的交流电先通过低值滤波去除不符合要求的波，再通过全桥整流电路得到脉动直流电压Vi。

第二部分是功率变换电路，有电子开关和高压变压器等，在电子开关的传导和高压变压器的变压下，把直流电压变换成受到控制的、符合设计要求高频方波脉冲电压以备后面的设计的需求。

第三部分是输出整流滤波电路，经过变换电路的高频方波脉冲电压经过整流滤波后变成直流电压输出，输入电压波动和输出负载变化一起来控制了这种电压。

第四部分是控制电路，经过输出整流滤波电路后的输出电压首先经过分压、采样后与电路的基准电压进行比较、放大为控制信号，它调整调制脉冲宽窄还有频率高低，最后使输出电压保持在一稳定数值。

第五部分是频率震荡发生器组成的电路，改变信号以及控制信号被它改变，以达到脉冲宽度可调的目的。高频可调导致了电源的变换，高频可调在这里面占有重要的地位。

早期的开关电源频率只有几千赫兹，随着技术的不断提高，开关频率得以提高它最直接

的让开关电源的小型化、轻量化得以解决。随着这些问题的产生，软开关技术得以产生。这种技术很好的解决了电路中的一些问题，比如开关损耗和开关噪音等，使开关频率得以大幅度的提高,使开关电源得以最好的应用。

11.1.2 开关电源分类

（1）DC/DC变换器

推挽式电路、全桥式电路、半桥式电路、反激式电路、正激式电路

一般来说，反激式和正激式变换器都可以经过一系列的变换，衍生出新的变换器，可以提高输出功率以及效率等。随着技术的发展，DC/DC变换器的应用越来越广泛。

实现变换器的输出是多种形式的，有一路输出和几路输出。实现DC/DC变换器的多路输出一般包含3个步骤：

第一：选择性的变换器的主题结构。隔离式DC/DC变换器由于其输入、输出端被变压器隔离，因此，可以利用增加变压器二次绕组的办法实现多路输出。其中，反激式和正激式变换器在日常的生活中应用特别的广泛正是由于其工作的可靠性高、结构相对简单。

第二：确定输入、输出变压器的控制变量。许多变换器多路输出技术的核心部分正是这些控制变量，多路输出变换器的整体稳压效果正是由这些控制变量的正确选择直接决定。我们假设变换器的输出支路个数为N，控制其中变量为M，如果假使每个输出都能精确调整，则必须M?N。

第三：确定整个电路每个输出支路的稳压技术，这也是非常重要的。 （2）AC/DC变换器 1）电压控制型

利用输入电路的电压与电路的许多重要的基准点的电压进行比较。 2）电流控制型

将从整流滤波电路后电流采样出来与误差放大器的输出信号进行比较，根据比较结果来控制整个电路。 3）v?v控制型

在电流控制整个电路的基础上产生的。

11.1.3 开关电源的发展趋势

传统的电子变压器一般都是在普通铁氧体铁芯上缠绕铜线绕组，体积比较大，

转换效率不高。随着电子技术和信息技术的飞速发展，各种电子设备、信息设备、实用电气等的外观和比重都在不同程度的缩减。近年来，许多移动通信和笔记本电脑为主的各种容易携式装置的需求量都在成倍增加，更加要求电子系统体积

小、重量轻，它们能够迅速的从一个地方快速的移动到另外一个地方以及可以快速的集成模块化。在上述所说的这些设备中，电源部分是最重要的，体积和重量很多时候都是由电源部分决定的。其中就是因为磁性元件存在于电源的内部，包括电感器、变压器和电容器。因为大多数情况下必须满足一定功率容量的要求，不可能像电阻、电容那样大幅度减少体积和重量。但是，电源作为供能的部分，开关电源技术也在不断发展，磁性元件的外观体积的大大缩小正是由于开关电源在工作下的频率的很大程度的提高，这种情况可以实现电感器、变压器、电容器的小型化。近年来，微型变压器、电容器、电感器在计算机、航空航天、航海等如雨后春笋般的出现。目前，世界各地相继的已经出现了结构为平面变压器、集成程度很高的集成变压器和大幅度采用微制造工艺的芯片形式的微型变压器。 为了使开关电源的外观体积减小、重量变轻，其中的一个手段就是提高开关电源的功率密度是人们不断努力追求的目标。电源的高频化是国际电力电子界研究的热点之一。

开发和应用软开关技术的重要的一个目的是为了提高开关电源的工作效率。此外开关电源还有许多用途，比如发展新能源、节约许多一次和二次资源及为环境的绿色化等方面都具有重要的意义。

11.2 本设计的研究意义

变压器在一些器件上的插入而形成了反激式变换器。随着电力电气的发展，

电力电子的技术的不断更新，开关电源的效率的提高、体积的减小、低成本越来越受到人们的关注。本次设计采用的TOPSwitch-Ⅱ系列中的基于TOP224Y控制的双端输出反激式开关电源。

11.3 本设计主要内容

1）先介绍开关电源的入门：反激式开关电源。

2）介绍了TOP224Y，包括设计原理图、输入整流滤波电路、变压器、输出滤波整流电路、反馈电路（TL431加光耦合）的设计。

3）各设计包括先计算相应的参数，再通过计算参数选择器件的型号及最后确定参数。

4）电路的组建及对数据的分析。