FAN6754A在PWM反激式开关电源的应用设计

　　（2）磁芯的选用。

　　本设计选用的开关频率为65kHz,由功率-磁芯尺寸图查得选用RM10 铁氧体磁芯，其有效面积A e 为98mm²,饱和磁通密度在100℃为390mT.

　　（3）绕组匝数的确定。

　　原边绕组开关管的最大开通时间对应在最低输入电压和最大负载时发生。在本设计中，最大占空比为：D=Ton/T=0.50,对应周期时长为：T=l/f=1 5us,则Ton=7.5us.

　　由此可得，变压器原边匝数为：

　　△B取0.2Tesla ,取Np=50 匝。根据反激式电路原边与副边电压的关系：Vo= [（Ns/Np）*D/（1-D）]*Vp,计算W2 绕组（+1 9V）的匝数。设整流二极管压降0.7V,绕组压降0. 6V,则绕组输出电压值为：

　　同理，供电给FAN6754A VDD17V/1.5mA 也可获得。

　　（4）变压器原边电感的计算校核

　　在开关管开通时，原边的平均输入电流为：I1 =Po/ηVs,式中变压器的效率取η=85%,则有：

　　I1=65/（0.85*90√2 ）=0.60A

　　峰值电流是Ipeak=2*I1/Dm ax=2*0.60/0.50=2.4A.

　　设计变压器原边电流的变化量：△I=（2/3）*I peak=2.40*2/3=1.6A.

　　由电压与电流变化量关系V=L（△I/△T），可得：

　　符合此处的工作要求。

　　在最低压输入和最大峰值电流是变压器工作的最差情况，据此条件验证变压器是否饱和，由公式：Bmax=L*Ipeak/（Ae*Np）， 代入相关参数得Bma x=0.3T,小于0.39T 的饱和磁通密度，设计通过。

　　根据计算的电感量，加入适量的气隙0.36mm, 保证变压器原边在开通时能储存一定能量，并在关断期间将这些能量传递到副边，使变压器可靠工作。
 

　　3 实验结果及分析

　　依据上述分析，研制了一台反激式开关电源， 并对系统的性能进行了测试。下表是在20AWG输出线端测得的效率数据：

表1 电源性能测试结果

　　从表1可看出，在115Vac/50Hz输入条件下，测得的FAN6754A变换器的平均效率为88.66%,在 230Vac/50Hz输入条件下为 88.88%.这主要得益于FAN6754A的工作频率可以随负载变化的特性。在输出空载时，样机工作于间歇工作模式，测试264Vac输入时，输入功率为88mW.同时样机电压调整率、负载调整率均达到±2%内，输出纹波不大于25 mV。

图2 90V 时输出

图3 264V 时输出

　　图2,3 分别为90V 和264V 交流输入时开关电源的输出波形。CH1:Vds,CH2:Vgs,CH3:Ids.图2 是MOSFET 满载工作波形，显示低压90Vac 时电源工作于电流连续模式，高压264Vac 时电源工作于电流不连续模式，同时各自的电压和电流符合预期的设计。这里设计的开关电源次级共有2 路输出， 分别为1 路+19V,1 路+17V,此处展示整个开关电源系统在经过最初设计以及不断调试之后，得到了宽电压输入范围内稳定平滑的直流电输出。实验结果完全满足设计要求，稳压性能优良，纹波小，负载调整率、电压调整率以及输出电压准确度都较好，电源驱动能力满足需求。

　　4 结论

　　本文以FAN6754A为核心开发了性能稳定的单端反激式开关电源，介绍了外围电路、缓冲电路和变压器等的设计，实现了对输出电压的反馈调节及各种保护。实验结果表明设计的采用FAN6754A的反激式开关电源能够很好地满足系统的要求，外围元器件少，达到了预期要求，可应用工作在输入电压范围较宽、负载变动较大下的场合。

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