模塊采用單端正激諧振復(fù)位典型電路，副邊采用肖特基整流，雙路輸出濾波電感共用磁心耦合，輸出雙路±12V，其中＋12V路閉環(huán)控制，－12V路開環(huán)。其主電路如下圖所示。

圖1、正激變換器及輸出濾波主電路圖

電路原理

在主電路中唯有輸出濾波電感與常規(guī)電路不同，其它部分就不進(jìn)行詳述，下面主要對耦合電感模型建立進(jìn)行介紹。在實際產(chǎn)品中濾波電感放在輸出回路的負(fù)端，為了方便講解將電感放在正端，在原理上并無區(qū)別。

耦合電感匝數(shù)關(guān)系確定

圖2、輸出耦合電感濾波電路圖

雙路變壓器共用一個磁心，輸出占空比相同，每路輸出電壓為：

上面兩式中為變壓器輸入電壓，為變壓器原邊繞組匝數(shù)，D為占空比，N1,N2分別為兩路變壓器繞組匝數(shù)。

雙路輸出濾波電感共用一個磁心，對于每路輸出濾波電感上的電壓VL1和VL2均滿足電磁感應(yīng)定律，由此可得每路電感上的電壓為

在變壓器原邊開關(guān)管關(guān)斷時即Toff期間，忽略續(xù)流二極管壓降，有VL1＝－V1, VL2= －V2。所以變壓器和耦合電感匝數(shù)滿足下面關(guān)系。

上式給定了變壓器和電感匝數(shù)滿足的關(guān)系，所以對于輸出濾波電感耦合的情況其匝數(shù)不可按照兩個單路的情況分別確定。

耦合電感感量確定

上面推導(dǎo)了匝數(shù)滿足的關(guān)系，對于輸出濾波耦合電感的感量如何確定以及滿足的關(guān)系下面詳述。

耦合電感實際繞制方式和電流方向如圖3所示，從圖中電流方向可見磁通相互增強(qiáng)，變壓器繞制方式與其相同，只是電流方向不同。

圖3 物理模型

將物理模塊改為相應(yīng)的磁路模型如下圖

圖4 磁路模型

其中

和

分別為磁材和氣隙的磁阻。

由磁路模型可得出

NL1上感應(yīng)出相應(yīng)的電壓VL1為

由于磁阻

相對

來說很小，可忽略

不計。則電感為Lm

由（7）式得耦合電感等效的電路模型如下圖。

圖5 耦合電感等效電路模型

其中虛線框中等效為理想變壓器，其中電流i2相當(dāng)于電流源，將其折算到原邊為i2’＝

，i1和i2’電流之和流過Lm。

實際物理模型中如果將NL2開路即可得NL1的電感量L1,

由此可見等效耦合電感模型中有下式成立

如果確定了Lm即確定了L1，反過來也即Lm由實際中的L1得來。 將耦合電感等效的電路模型繪制于主電路中，如圖6。

圖6 等效主電路模型

由式（7）基本可以確定各路濾波電感量。對于給定的各路輸出電流變化量即可求得Lm值，然后可以確定磁心。

電路設(shè)計

下面給出實際產(chǎn)品中如何根據(jù)上面的推導(dǎo)來設(shè)計的例子。

模塊的部分指標(biāo)如下：

輸入電壓：Vin=36～75V；效率η=90%。

額定輸出電壓：Vo=±12V；額定輸出每路電流均為2.7A；

開關(guān)頻率f=300KHz

下面分別針對模塊具體指標(biāo)要求給出變壓器和電感參數(shù)的計算過程。

（1） 變壓器匝數(shù)的設(shè)計

副邊線路壓降和

：二極管壓降＋電感壓降＋線路壓降＝1V

最大占空比：0.65

變壓器副邊繞組輸出電壓：Vs

原邊線路及管壓降Vpw：0.3V

Vs=

=19.8V

原邊最小電壓Vpmin=Vinmin-Vpw＝34.7V。

變比n＝

=1.75

根據(jù)AP法算選取磁心，截面積Ae＝45mm2，取

=0.2T

副邊繞組匝數(shù) N1＝

＝4.7匝，取整N1＝5匝，

由于V1=V2，根據(jù)式（1），（2）可得N2＝N1=5匝。

原邊繞組匝數(shù)：Np＝n*Ns＝8.5匝，取整Np＝8匝。

（2） 電感匝數(shù)和感量設(shè)計

根據(jù)式（5）可得

=

=1

所以 N1=N2

設(shè)定每路電感中電流的變化量為

=35％*Io＝0.95A，

實際中輸入高壓時I最大，此時輸出占空比為

D=(V1+

)*n/Vinmax=0.275

Toff=

=2.4uS.

由式（7）得

VL1＝V1=Lm*（

＋

*

）/Toff

Lm= V1*Toff/（

＋

*

）=15.1uH。

利用Ap法選擇磁心，取磁心截面積Ae＝45mm2 ，

＝0.2T，Bmax=2.8T。

Lm中流過負(fù)載電流最大值：

實際中選取NL1=NL2=8匝。

最后參數(shù)：Np=8匝

N1=N2=5匝

NL1=NL2=8匝

L1＝L2=Lm=15uH.