1.7 输出电路设计

1.7.1 高频阻容吸收回路设计

由于高频变压器存在有漏感及线间电容，开关管在关断瞬间会产生很高的尖峰电压。快速整流二极管也有存储电能效应，反向恢复过程也会出现很高的碾压尖脉冲，这些尖脉冲的出现不但危及功率器件的安全，而且形成很强的电磁干扰噪声，为此在整流二极管的两端设计尖峰电压吸收电路；一次绕组的高频经变压器耦合，传递到二次回路，这势必给输出电压的纹波起到“推波助澜”的作用，图1-50的R₆、C₇就是二次高频选频网络。它所产生的频率经过移相，抵消耦合到VD₅两端的噪声频率，它的频率是f若噪声频率f_c选取200kHz，C₇取470pF，R₆由上式便可计算出来；也可以选用R₆再计算C₇。噪声频率根据实验选定。

1.7.2 滤波电感的计算

输出电压V_o往往是一种脉冲状态，将这种脉冲波经二极管整流、电容滤波、电感平波后得到较为平整的直流。我们知道，图中的电容电感的乘积越大，对高频成分的平滑作用越好，为求得最佳电感量，可按下式计算：

L=Dt_on（max）（V_min-V_f-V_o）/ΔI_i式中，ΔI_i为通过电感的纹波电流，是I_o的3%～5%；V_min为二次绕组的最低电压，V_min=（V_o+V_f+V_D）/t_on（max）；D为整流电路的最大占空比，D=t_on（max）/T。

为了降低损耗，减少电感发热，尽量减少电感直流电阻，应按最小值选用漆包线的电流密度J。必须知道，电感对高频呈现的是高阻抗，阻抗越高，损耗就越大。而滤波电容对直流呈现高阻抗，对高频交流却是低阻抗，则交流成分容易通过，这就是阻容波的基本原理。

1.7.3 输出滤波电容的计算

开关电源输出整流滤波电容是通过电容吸收开关频率及其高次谐波的电流分量而滤去纹波电压分量。也就是说，利用电容的低阻抗交流电流通过负载。经过高频整流的脉动波电流，含有极其丰富的高次谐波电压与电流，这些高次谐波电流不允许作输出电流进入负载，需采用高频阻抗低的电容对其分流短路。因此，输出整流滤波电容选用的铝电解电容是具有上述特性的有用器件。滤波用的铝电解电容，其主要功能是旁路高频交流纹波电流分量。纹波电流与电容的等效串联电阻和负载分担，分享纹波电流，所以除了对电容量要求外，还希望电容的等效串联电阻越小越好。输出滤波电容C₉、C₁₀计算公式如下：

式中，V_rip为二次整流滤波的纹波电压，其值为输出电压的3%～5%。t_on（max）为整流二极管开关的导通时间，t_on（max）=D_max/f，D_max为整流二极管的输出电压与输入电压之比。

D_max=V_o/（V_S+V_D）式中，V_S为高频变压器二次高频电压；V_D为整流二极管的管压降。

1.7.4 光耦合器降压电阻的计算

图1-50的R₈是IC₂的降压电阻，只有流入IC₂的电流足够大，才能保证IC₂有一定数量级的电流传输比（CTR），CTR太大易产生误动作，CTR小了，电信号灵敏度低，使控制不起作用。

R₈=（V_o-V_IC2-V_REF）/I_start式中，V_REF为IC₃的标准精密电压，V_REF=2.5V；I_start为光电耦合器的工作电流，要保证合适的CTR。

图1-50 二次回路整流滤波设计

1.7.5 误差放大器频率补偿的计算

误差放大器输出端外接阻容元件R₉、C₁₁用于改善误差放大器的增益和频率特性，实现环路补偿。当检测电压超过时，缩小脉冲宽度，使电源处于间歇工作状态，降低输出开关管的导通。通过电阻连接到电容，工作频率由外部阻容时间常数决定。Z_C11是误差振荡器的容抗，Z_C11=1/2πfC。在C₁₁上的振荡电压是V_C11=（P_o/V_o）Z_C11。得到放大器的输入电压V_Fi=R₁₀VC₁₁/（R₁₀+R₁₁），即图1_-50的A点电压；放大器输出电压为振荡电压分量的1.5%，即V_FO=V_REF×0.015，可得到放大器的增益G_V=V_FO/F_Fi。

则电容C₁₁=G_V/2πfg_n式中，g_n为误差放大器跨导（由IC₃资料数据查出）。再计算电阻

由于电容C₁₁较小，对谐波电压衰减也较小，当它与R₉配合后对放大器频率输出起着举足轻重的调校作用，故称输出频率补偿。