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2007级电子信息工程专业毕业论文
5 整流滤波输出和反馈电路的设计
5.1 EMI滤波器的设计
5.1.1 EMI滤波器的基本结构
滤波是抑制EMI的措施之一。滤波器可分为低通、高通、带通、带阻等类型。按照滤波器的结构可以分为T\\?型等。本文采用如下结构：
图5.1 EMI滤波器典型电路
5.1.2 EMI滤波器的设计
图5.1的电路结构，该五端器件有两个输入端、两个输出端和一个接地端，使用时外壳应接通大地。电路中包括共模扼流圈（亦称共模电感）L、滤波电容C1~C4。L对串模干扰不起作用，但当出现共模干扰时，由于两个线圈的磁通方向相同，经过耦合后总电感量迅速增大，因此对共模信号呈现很大的感抗，使之不易通过，故称作共模扼流圈。它的两个线圈分别绕在低损耗、高导磁率的铁氧体磁环上，当有电流通过时，两个线圈上的磁场就会互相加强。L的电感量与EMI滤波器的额定电流I有关。根据经验L取值450uH。
需要指出，当额定电流较大时，共模扼流圈的线径也要相应增大，以便能承受较大的电流。此外，适当增加电感量，可改善低频衰减特性。C1和C2采用薄膜电容器，容量范围大致是0.01?F~0.47?F,主要用来滤除串模干扰。C3和C4跨接在输出端，并将电容器的中点接地，能有效地抑制共模干扰。C3和C4亦可并联在输入端，仍选用陶瓷电容，容量范围是2200pF~0.1?F。为减小漏电流，电容量不得超过0.1?F，并且电容器中点应与大地接通。C1~C4的耐压值均为630VDC或者250VAC。
C1、C2取值104/1.6KV。选择实际可用的元件在市场中选用最近接此共模电感元件的型号。C3、C4 取3300pF/1KV。
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张志生：正激式开关稳压电源设计 5.2 整流电路的选择
整流电路的任务是将交流电变换成直流电。它分为单相半波整流、单相全波整流、单相桥式整流、三相半波整流、三相桥式整流。这里选用单相桥式整流电路。 桥式整流电路的优点是输出电压高，纹波电压较小，管子所承受的最大反向电压较低，同时因电源变压器在正负半周内部都有电流供给负载，电源变压器得到充分的利用，效率较高。
鉴于对整流电路可靠性及电源电路复杂程度的考虑，选用整流桥KBL406主要参数VRRM=600V，IF(AV)=4A，工作温度范围?55?C??150?C符合使用要求。
5.3 电源滤波电容的确定
一般认为，每1W的输出功率大约需要5uF的容量，由于电路输出功率为25W，实际需要大约25?5?F?125?F的容量，市电整流滤波后的峰值电压为310V左右，且要保证电容有足够的余量及耐压值，则确定滤波电容为220?F/400V的电解电容。
5.4 输出级的设计
输出级对功率开关产生的交流开关波形进行整流和滤波。在有变压器隔离的拓扑中，输出级可以工作在半波模式（单晶体管正激式），或全波模式（推挽式、半桥和全桥）本文的拓扑结构为单端正激式，所以输出电路的结构选择半波整流模式，如图5.2。
变压器 D1D2
LC1C2RLOAD
图5.2 半波整流模式
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2007级电子信息工程专业毕业论文 5.4.1 正激式滤波扼流圈的设计
正激式滤波扼流圈就是正激式变压器的每个输出端上的滤波电感。它的作用是当开关关断时，为负载储存能量。电气上的作用就是把开关方波脉冲积分成直流电压。
确定所需最小电感的公式为：
Lmin??V?inmax? （5-1）
VTV式中，in?max?为对应的输出端上整流后的最高峰值电压；out为输出电压；on?est?为
I估计的最大输入电压下，开关管导通时间；out?min?为预先知道的输出端上负载最小电流。
根据式（5-1）可以计算出四路输出端所用电感的最小值： ① 5V输出端最小电感值
L5min?
?Vout?Ton?est?1.4Iout?min??V?inmax??Vout?Ton(est)1.4Iout?min???12.5?5??10?H?26.8?H （5-2）
1.4?25V输出最小电感值取26.8?H。
② ?15V输出端最小电感值 L?15min??V?inmax??Vout?Ton?est?1.4Iout?min???37.5?15??10?H?321.4?H （5-3）
1.4?0.5?15V输出端最小电感值取321.4?H。
经过计算两个输出级最大峰值电压为37.5V，峰值电流5A左右，则输出整流二极管选择MBRF10A0，耐压100V,正向压降0.4V，最大正向电流10A，满足使用需求。
5.4.2 输出滤波电容的设计
① 5V输出端滤波电容
按照5uF/W计算5V输出端的电容最少应该为5V?2A?5uF/W=50uF；输出电压峰值约为5V/0.4=12.5V，选220uF/50V和100uF/50V铝电解电容。 ② ?15V输出端滤波电容
按照5uF/W计算5V输出端的电容最少应该为15V?0.5A?5uF/W=37.5uF；输出电压峰值约为15V/0.4=37.5V，选220uF/50V和100uF/50V铝电解电容。
5.4.3 假负载的设计
假负载的作用：在单端正激式电路中，副边是不可以开路的，这是因为在忽略电路损耗的情况下，电源提供的能量全部由负载消耗，当变压器副边开路时，副边电流为零，电压就会无穷大，这样电路就无法正常工作，所以在副边一定要加假负载。
另外，假负载还起到了释放副滤边波电容上电荷的作用。对假负载的选取一般应使
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张志生：正激式开关稳压电源设计 在其上流过的电流不超过5mA。因此：
5V?1K? （5-4） +5V输出端的假负载为 R5?5mA15V?3K? （5-5） +15V输出端的假负载为 R3?5mA?15V输出端的假负载同+15V输出端，也为3K。
输出级电路图如下：
D41T110L238.6uH220uF/50V+15VXS312+15V/0.5AGNDMBRF10A029C3R33KD5MBRF10A0MBRF10A0220uF/50VC2100uF/50VXS2100uF/50V34875D7D6MBRF10A0MBRF10A0C5R43KLGND-15VC4L338.6uH3.3uH+5V1234+15V/0.5A-15V/0.5A+5V/2AGNDD9变压器6D8C6MBRF10A0220uF/50VL4R5DOUT C7100uF/50V1K图5.3输出级电路原理图
5.5 输出反馈电路的设计
反馈控制电路如下：
图5.4反馈控制电路原理
R14TL4312.5KLGNDD3MBRF10A0R11150R122.5KC81uF/50VN3PC817R131KR910KHGNDPR13KCS7N4680nF/50V本文采用线性光耦PC817做为光电隔离器件，DIP4封装，CTR 80%~160%。 TL431是由美国德州仪器公司和摩托罗拉公司生产的2.5~36V可调式精密并联稳压器。它需要最少1mA的电流才能工作，控制IC内部标准电压为5V，假定检测的值是1mA/V，这样：
R15（光电隔离器LED的偏置电阻）为
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