基于AP法正激式高频变压器的设计*
卢翠珍
(百色学院，广西 白色 533000)
传统的线性电源因其功耗大、效率低已被高效率、低功耗、体积小、重量轻的开关电源取而代之[1]。开关电源代表了稳压电源的发展方向，现已成为稳压电源的主流产品。它不仅应用在仪器仪表、测控系统和计算机内部的供电系统，而且还渗入到家电、手机充电器等消费电子产品领域。随着开关电源大量的应用，也就诞生了各种各样拓扑结构，比如非隔离式的降压型(Buck)、升压型(Boost)、升-降压型(Boost-Buck)变换器和隔离式的反激、正激、全桥、半桥、LLC变换器等，一般小功率电源采用反激式拓扑结构居多，中小功率电源则多数采用正激式，中大功率一般使用半桥，大功率使用全桥、LLC等。不同拓扑结构变换器的高频变压器设计方法略有不同，但设计思路基本上都是从磁心选择开始，然后确定绕组匝数、计算导线直径、检验填充系数等。
所谓正激式变换器，就是在功率开关管导通期间向负载传输能量的DC/DC变换器。其结构如图1所示。它是由功率开关管Q1、高频变压器TX1、整流二极管D1、续流二极管D2、储能电感L1和滤波电容C2组成。
图1 正激式DC/DC变换器的拓扑结构
开关管Q1采用型号为FQPF10N90增强型N沟道MOS管，其栅极控制信号为脉冲宽度可调节的PWM信号。当脉冲控制信号的高电平加到栅极G时，开关管Q1导通，输入电压VCC加在高频变压器原绕组1、2两端。此时变压器原边绕组就有电流流过并开始励磁。根据电磁感应，其自感电动势的极性是1'+“、2'-“，由同名端可知，副绕组的6端也为'+“、5端为'-“，使整流二极管D1导通，副绕组5、6两端的感应电压通过整流二极管D1和滤波电感L1向输出电容C2及负载RL供电，便产生逐渐增大的二次电流I2。当PWM信号中的高电平过去，低电平到来时，开关管Q1截止，原绕组中的电流要变为0，但由于电感线圈中的电流不能突变，因此原绕组1、2两端产生的电动势极性与开关管刚导通时相反，即变为1'-“、2'+“，此时副绕组也变为6端'-“、5端'+“，整流二极管D1处于反向偏置而截止，次级绕组电流将变为0。但由于电感L1的电流不能突变，使其两端产生一个左'-“右'+“的反电动势，由此D2因正向偏置而导通，使负载RL仍有电流流过。可见，D2为负载电流的继续流动提供了通路，故称为续流二极...
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