開關穩壓電源
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開關穩壓電源范文第1篇
與線性穩壓電源相比，開關穩壓電源更能滿足現代電子設備的要求。開關電源的主要優點是：性能價格比效率高，可靠性和穩定性好，對供電電網電壓的波動不敏感，在電網電壓波動較大的情況下，任能維持較穩定的輸出。這使其在線性電源的競爭中具有先導優勢。本文要介紹的是一種PWM開關穩壓電源系統的設計。該電源的特點是進一步降低電源輸出波紋，實現輸出可變并控制產品成本和體積。
1.主要技術指標及特點
（1）工作模式：脈寬調制（PWM）。
（2）工作頻率：150kHz。
（3）2塊500W功率模塊并行工作，總輸出功率為1000W。
（4）能對DC48V蓄電池充電。具有欠壓、過放電報警功能。過放電時自動切斷放電回路。
（5）當負載電流過大時，內置的電流分配系統將自動降低充電電流來保證負載的供電。
（6）具有過壓保護功能，當電網電壓高于AC265 V時，自動切斷輸入電源。
（7）具有過流保護功能，當負載電流過大甚至完全短路時，電源由恒壓狀態轉為恒流狀態， 恒流工作點連續可調。
（8）充電電流限流點和輸出電壓在一定范圍內均連續可調。
（9）當電網掉電、過壓、電池放電至43V時， 發出聲光報警。
（10）人機界面：用三位半LCD及MODE鍵可選擇地顯示輸出電壓、負載電流、充電電流值。用LED顯示包括蓄電池在內的各種工作狀態。用RESET鍵消除報警狀態，用POWER鍵軟關斷和接通電源輸出。
2.系統結構
系統主要由電源整流部分、控制器、信號驅動模塊和升壓模塊組成，如圖1所示。系統輸入為220V，50Hz交流電壓，經電壓變換，整流濾波后得到18V的直流電壓，送入DC-DC變換電路，經濾波輸出直流。控制器完成電壓的AD變換并實現電壓值的外部設置和實時顯示，同時控制模塊輸出脈寬調制信號（PWM），從而控制Boost電路的輸出電壓。該輸出電壓可在30～36V范圍內步進調節。最大輸出電流達2A。設計中DC-DC變換的核心電路采用經典的Boost升壓形式。
圖1系統硬件總體框圖
3.系統硬件設計
3.1MOS管驅動電路
由于單片機I/O口的驅動能力弱不足以驅動MOSFET，所以要增加專用的MOSFET電路。設計中采用采用美國IR公司推出的高壓浮動驅動集成模塊IR2110，從而減小了裝置的體積，降低了成本，提高了系統的可靠性。IR2110是一款高低電平驅動器件具有獨立的低端和高端輸入通道；懸浮電源采用自舉電路，其高端工作電壓可達600V，在15V下靜態功耗僅116mW；輸出的電源端（腳3Vcc，即功率器件的柵極驅動電壓）電壓范圍10～20V；其邏輯輸入電壓只需3.3～20V，可方便地與TTL或CMOS電平相匹配，輸出電壓最大可達20V，圖騰柱輸出驅動電流最大可達到2A；工作頻率高，可達100kHz；開通、關斷延遲小，分別為120ns和94ns；由于IR2110可同時驅動雙MOS管，因而系統只涉及一個MOS管，故只使用一路驅動即可。
3.2 STC12C2052AD控制器
系統中控制器不斷檢測電源的輸出電壓，根據電源輸出電壓與設定值之差，調整DA的輸出，控制PWM芯片，間接控制電源的工作。這種方式單片機已加入到電源的反饋環中，代替原來的比較放大環節。開關電源的控制芯片采用STC12C2052AD系列單片機，利用其內部PWM組件產生控制信號，經過放大后驅動boost升壓電路。STC系列單片機為單時鐘/機器周期（1T）的兼容8051內核單片機，是高速/低功耗的新一代8051單片機。具有兩路PWM/PCA和8路8位精度的ADC，在本設計中充分利用這兩個功能來構成整個控制系統。
3.3緩沖電路設計
當變換器的開關管在導通、截止后開關管的電壓和電流的乘積幾乎為零，但在導通和截止的變化過程中電壓和電流都具有一定的幅值。因此變換器就會在開關過程中產生開關損耗。通常，變換器的開關損耗中，關斷損耗比開通損耗大得多，因此大多數場合下只考慮關斷過程的緩沖即可。最簡單的緩沖電路就是附加緩沖電容，但在開關管導通時緩沖電容通過開關管放電，放電電流值非常大，開關關不能承受。限制放電電流可串聯限流電阻但緩沖效果明顯變差，此時可將二級管并聯到電阻兩端以減小時間常數，這就是常用的RC-D緩沖電路。
為了有效的將開關管的開關應力轉移，緩沖電路作用的時間應大于開關管的電壓上升時間與電流下降時間之和，通常可以選擇為開關周期的1/100～1/200電容理論值大約為6.7nF。多次試驗顯示，保護吸收電路的電阻應取kΩ級，電容取nF級即可。
3.4采樣電路設計
為了實現電壓的反饋控制和過流保護，系統需要增加采樣電路，采樣電路共分成兩部分：電壓采樣和電流采樣。因為單片機ADC的參考電壓為5V不能直接對輸出電壓進行變換，因此需要對輸出電壓分壓后再采樣。采用對輸出的1/10分壓，分壓電路用簡單的電阻分壓器即可。課題要求系統具有過流保護的功能，這就要對電流進行采樣，將電流變成電壓后也進行ADC變換。采樣電阻的選擇十分重要，要求噪聲小，溫度特性好，所以最好選擇低溫度系數的高精度采樣電阻。例如，錳銅線制成的電阻，溫度系數約5ppm/℃。另外，由于采樣電阻與負載串聯時流過采樣電阻的電流通常比較大，因而溫度也會隨之上升。另外采樣電阻阻值取大一點，對穩定度有好處，但會使系統效率下降，折中考慮取R=0.5Ω。
4.系統軟件設計
4.1單片機控制算法
為了通過反饋調節控制信號實現穩壓，系統軟件設計中加入了PID控制算法，即單片機中將給定電壓值與采樣反饋電壓值比較，利用偏差的比例、積分、微分線性組合調整PWM信號的占空比，進而達到穩壓。常用的PID算法形式為：
式中：Kp、Ki、Kd分別為比例系數、積分系數、微分系數；e（k）為偏差；u（k）為所需控制信號的調整值。為了簡化程序該系統設計選擇P算法（PID算法的一種簡單形式），即令Ki、Kd為零，只考慮比例系數。因此，系統穩壓控制的優劣取決于參數Kd。Kp越大，系統反應越靈敏，但Kp偏大會導致輸出振蕩大，調節時間延長。因STC單片機速度較快所以課題中Kp選擇不必太大，可實現預期穩壓功能即可。
4.2控制程序設計流程
根據課題要實現的功能及要求，單片機軟件的控制部分程序的流程圖2所示。
圖2 控制流程圖
4.3 過流保護設計
過流保護模塊采用軟件編程實現， 當電流超過系統最大工作電流時， 加大PWM 波占空比， 斷開繼電器，使電流降低， 起到過流保護作用。具體流程圖3所示。
5.調試結果
測試當中輸入電壓為18V，開關管的控制脈沖（PWM波）頻率為104kHz，占空比50%，組裝時電容取1600μF，電感為820mH，電阻為30Ω。可看出，在不考慮損耗時電壓可以升35V以上；在實際電路中因存在損耗，通過調整占空比達到了輸出電壓30～36V步進調整，最大輸出電流2A。
改變電源的負載，對不同負載下的輸出電壓進行測試。
圖3 過流保護子程序流程圖
負載調整率SI=（36.01-35.38）/36.01≈1.7%對不同輸入電壓下的電流、電壓進行測試并計算出變換器的效率，測試結果如表1所示。
表1變換器效率測試（不含單片機等控制電路）
6.結論
在本設計中，設計人員增加了電源的數控功能利用Boost電路實現了系統設計的升壓轉換，采用單片機完成數字控制，軟件編程得到PWM信號，通過調整占空比實現輸出電壓數字調節，運用反饋算法實現可控的穩壓輸出。其穩定性和可靠性得到了很好的驗證，有廣闊的應用前景。
參考文獻：
開關穩壓電源范文第2篇
一、開關式穩壓電源的基本工作原理
開關式穩壓電源接控制方式分為調寬式和調頻式兩種,在實際的應用中,調寬式使用得較多,在目前開發和使用的開關電源集成電路中,絕大多數也為脈寬調制型。因此下面就主要介紹調寬式開關穩壓電源。
調寬式開關穩壓電源的基本原理可參見下圖。
對于單極性矩形脈沖來說,其直流平均電壓Uo取決于矩形脈沖的寬度,脈沖越寬,其直流平均電壓值就越高。直流平均電壓U。可由公式計算,即Uo=Um×T1/T式中Um —矩形脈沖最大電壓值;
T —矩形脈沖周期;
T1 —矩形脈沖寬度。
從上式可以看出,當Um與T不變時,直流平均電壓Uo將與脈沖寬度T1成正比。這樣,只要我們設法使脈沖寬度隨穩壓電源輸出電壓的增高而變窄,就可以達到穩定電壓的目的。
二、開關式穩壓電源的原理電路
1、基本電路
開關式穩壓電源的基本電路框圖如圖二所示。
交流電壓經整流電路及濾波電路整流濾波后,變成含有一定脈動成份的直流電壓,該電壓進人高頻變換器被轉換成所需電壓值的方波,最后再將這個方波電壓經整流濾波變為所需要的直流電壓。
控制電路為一脈沖寬度調制器,它主要由取樣器、比較器、振蕩器、脈寬調制及基準電壓等電路構成。這部分電路目前已集成化,制成了各種開關電源用集成電路。控制電路用來調整高頻開關元件的開關時間比例,以達到穩定輸出電壓的目的。
2.單端反激式開關電源
單端反激式開關電源的典型電路如圖三所示。電路中所謂的單端是指高頻變換器的磁芯僅工作在磁滯回線的一側。所謂的反激,是指當開關管VT1導通時,高頻變壓器T初級繞組的感應電壓為上正下負,整流二極管VD1處于截止狀態,在初級繞組中儲存能量。當開關管VT1截止時,變壓器T初級繞組中存儲的能量,通過次級繞組及VD1整流和電容C濾波后向負載輸出。
單端反激式開關電源是一種成本最低的電源電路,輸出功率為20-100W,可以同時輸出不同的電壓,且有較好的電壓調整率。唯一的缺點是輸出的紋波電壓較大,外特性差,適用于相對固定的負載。
單端反激式開關電源使用的開關管VT1承受的最大反向電壓是電路工作電壓值的兩倍,工作頻率在20-200kHz之間。
3.單端正激式開關電源
單端正激式開關電源的典型電路如圖四所示。這種電路在形式上與單端反激式電路相似,但工作情形不同。當開關管VT1導通時,VD2也導通,這時電網向負載傳送能量,濾波電感L儲存能量;當開關管VT1截止時,電感L通過續流二極管VD3繼續向負載釋放能量。
在電路中還設有鉗位線圈與二極管VD2,它可以將開關管VT1的最高電壓限制在兩倍電源電壓之間。為滿足磁芯復位條件,即磁通建立和復位時間應相等,所以電路中脈沖的占空比不能大于50%。由于這種電路在開關管VT1導通時,通過變壓器向負載傳送能量,所以輸出功率范圍大,可輸出50-200W的功率。電路使用的變壓器結構復雜,體積也較大,正因為這個原因,這種電路的實際應用較少。
4.自激式開關穩壓電源
自激式開關穩壓電源的典型電路如圖五所示。這是一種利用間歇振蕩電路組成的開關電源,也是目前廣泛使用的基本電源之一。
當接入電源后在R1給開關管VT1提供啟動電流,使VT1開始導通,其集電極電流Ic在L1中線性增長,在L2中感應出使VT1基極為正,發射極為負的正反饋電壓,使VT1很快飽和。與此同時,感應電壓給C1充電,隨著C1充電電壓的增高,VT1基極電位逐漸變低,致使VT1退出飽和區,Ic開始減小,在L2中感應出使VT1基極為負、發射極為正的電壓,使VT1迅速截止,這時二極管VD1導通,高頻變壓器T初級繞組中的儲能釋放給負載。在VT1截止時,L2中沒有感應電壓,直流供電輸人電壓又經R1給C1反向充電,逐漸提高VT1基極電位,使其重新導通,再次翻轉達到飽和狀態,電路就這樣重復振蕩下去。這里就像單端反激式開關電源那樣,由變壓器T的次級繞組向負載輸出所需要的電壓。
自激式開關電源中的開關管起著開關及振蕩的雙重作從,也省去了控制電路。電路中由于負載位于變壓器的次級且工作在反激狀態,具有輸人和輸出相互隔離的優點。這種電路不僅適用于大功率電源,亦適用于小功率電源
5.推挽式開關電源
推挽式開關電源的典型電路如圖六所示。它屬于雙端式變換電路,高頻變壓器的磁芯工作在磁滯回線的兩側。電路使用兩個開關管VT1和VT2,兩個開關管在外激勵方波信號的控制下交替的導通與截止,在變壓器T次級統組得到方波電壓,經整流濾波變為所需要的直流電壓。
這種電路的優點是兩個開關管容易驅動,主要缺點是開關管的耐壓要達到兩倍電路峰值電壓。電路的輸出功率較大,一般在100-500W范圍內。
6.降壓式開關電源
降壓式開關電源的典型電路如圖七所示。當開關管VT1導通時,二極管VD1截止,輸人的整流電壓經VT1和L向C充電,這一電流使電感L中的儲能增加。當開關管VT1截止時,電感L感應出左負右正的電壓,經負載RL和續流二極管VD1釋放電感L中存儲的能量,維持輸出直流電壓不變。電路輸出直流電壓的高低由加在VT1基極上的脈沖寬度確定。
這種電路使用元件少,它同下面介紹的另外兩種電路一樣,只需要利用電感、電容和二極管即可實現。
7.升壓式開關電源
升壓式開關電源的穩壓電路如圖八所示。當開關管VT1導通時,電感L儲存能量。當開關管VT1截止時,電感L感應出左負右正的電壓,該電壓疊加在輸人電壓上,經二極管VD1向負載供電,使輸出電壓大于輸人電壓,形成升壓式開關電源。
8.反轉式開關電源
開關穩壓電源范文第3篇
關鍵詞：直流穩壓電源 線性電源 開關電源 基本類型
一、線性直流穩壓電源
（一）晶體管串聯式直流穩壓電源。其在線性放大狀態工作，具備反應快，電壓穩定度高，負載穩定度高，輸出紋波電壓小，噪聲較小等特點。針對電路技術而言，其控制電路使用元件較少。針對調整管的開關特性，濾波器的高頻性能等要求較少，因此可靠性較高。其最大缺點是工作效率較低。只能通過降低調整管上的壓降，減少調整管上的損耗來提高效率。具體解決策略為：一是PNP和NPN晶體管互補：串聯式穩壓電源輸出電源電流較大時，通常調整管都要接成共集電極的達林頓組合管。因為在晶體管電參數相同情況下在保持電流放大倍數相等的情況下，互補連接的組合調整管的集射極壓降減少了，因而電源的效率得到提高；二是偏置法：一般共集電極組合管集射間的壓降一定程度上取決偏置電流。采用偏置連接法當輸出電流一定時可以有效的提高電源效率；三是開關穩壓器作前置予調節：在輸入-輸出電壓差比較大，輸出電流也比較大的場合，采用開關穩壓器作串聯式穩壓器的前置予調節也是提高電源效率的有效辦法。開關予調節還可以設置在電源變壓器的原邊。
（二）集成線性穩壓器。集成穩壓器在早期市場上應用較多，產量較大，主要分為半導體單片式集成穩壓器、混合式集成穩壓器兩類。兩類集成穩壓器的電路形式、封裝、電壓、電流規格各不相同。集成穩壓器分為定電壓、可調、跟蹤、浮動集成穩壓器多種。然而無論何種形式，其大都由基準電壓源、比較放大器、調整元件即功率晶體三極管和某種形式的限流電路組成。部分集成穩壓器內部還有邏輯關閉電路和熱截止電路。集成穩壓器與由分立元件組成的穩壓器比較，集成穩壓器的優點非常明顯，成本低，體積小，使用方便，性能好，可靠性高。
（三）恒流源網絡穩壓電源。恒流網絡穩壓是串聯穩壓電源的基本特點之一，其能夠有效提高電源穩定性，在集成穩壓器中應用較為廣泛。分立元件組成的串聯穩壓器大都應用了恒流技術。應用晶體管場效應管與恒流二極管等元件能夠實現恒流。恒流二極管在分立元件的串聯穩壓器中應用較為便利。
二、開關直流穩壓電源
開關直流穩壓電源主要指功率調整元件以“開、關”方式工作的直流穩壓電源。早期的磁放大器開關直流穩壓電源是利用鐵芯的“飽和”、“非飽和”兩種狀態進行“開、關”控制，是一種低頻磁放大器。此期間出現的可控硅相控整流穩壓電源也屬于開關直流穩壓電源。之后，高頻開關功率變換技術得以迅猛發展，出現了變換器方式的高頻開關直流穩壓電源。
（一）去除工頻變壓器。去除工頻電源變壓器而采用直接從電網整流輸入方式，是開關電源減少體積和重量的重要舉措之一。去除工頻變壓器已成為當代先進開關電源的基本特點。無工頻變壓器的開關電源與各種有工頻變壓器的直流穩壓電源相比，其具有體積小、重量輕、效率高等優點。開關電源的電路形式已實現多種多樣。從調制技術來看，其包括脈寬調制型、頻率調制型、混合調制型幾類，其中脈寬調制占絕大多數。目前出現了完全無變壓器的開關電源，即連高頻變換器都不需要。這種電源的最大特點是體積還可比現在的無工頻變壓器開關電源小的多，而且沒有繞制的變壓器等器件，能夠集成電路工藝制作。
（二）提高開關電源頻率。現代開關電源的最顯著特點是開關頻率不斷提高，無論是晶體管開關電源、可控硅開關電源、場效應管開關電源，均在實現向高頻化方向發展。隨著功率IGBT和MOSFET的出現，開關電源的工作頻率已從早期典型的20KHz逐步提高到兆赫范圍甚至G赫范圍。
（三）控制電路實現集成。早期開關電源的控制電路由分立元件構成，電路設計和調試維修都較為復雜，不利于開關電源的推廣應用。為了適應開關電源的迅速發展，集成化的開關電源控制電路被研制成功，而且功能日益完善。開關電源控制電路集成化，極大地簡化了開關電源的設計，提高了開關電源的電性能和可靠性，并且具有體積小、成本低等優點。
（四）關鍵元器件高頻化。為適應開關電源快速發展需要，開關電源應用的主要元器件也在快速發展，高頻化是其基本目標。開關電源中的開關元件-功率晶體管、可控硅、場效應管等均在提高工作頻率上發揮著重要作用。特別是功率管IGBT復合管，MOSFET場效應管的出現，最為引人注目，其不僅把開關頻率提高到1MHz-lGHz，并且具有開關特性好、驅動功率小、不存在二次擊穿、避免熱奔等特殊優點。此外，大電流肖特基勢壘的出現極大地改善了低電壓電流開關電源的整流效率，其具有開關速度快、反向恢復時間短，正向壓降地等優點。在濾波過程中，電容器等器件也要在材料、結構工藝諸方面進行研制，以適應開關電源高頻化需求。
（五）實現全數字化控制。開關電源的控制已從模擬控制，模數混合控制，發展為全數字控制階段。全數字控制是未來的發展趨勢所在，并且已在許多功率變換設備中得到廣泛應用。然而，過去數字控制在DC/DC變換器中應用較少。近年來，開關電源的高性能全數字控制芯片已經逐步開發應用，歐美已有多家公司開發并制造出開關變換器的數字控制芯片及軟件。全數字控制數字信號與混合模數信號相比能夠標定更小量，芯片價格較低；針對電流檢測誤差能夠實現精確數字校正，電壓檢測更為精準；能夠實現快速靈活的控制設計等。
開關穩壓電源范文第4篇
參數型穩壓電源，是利用器件的非線性實現穩壓和穩流的。從電路圖可以看出，參數型穩定電源的穩定作用是通過虛線框內的調整器件的等效內阻Rdx自動調節來實現的。就拿穩壓電源來說吧，如果是因為負載電阻RL變大或輸入電源電壓Ui升高等原因使穩壓電源輸出偏高時，就會引起調整器件的等效內阻Rdx自動變小，使流過調整器件的電流Idx增大，借助于限流電阻R兩端壓降的增加，使輸出電壓UO趨近于原來的數值。相反，由于負載電阻RL減小或輸入電源電壓降低等原因致使穩壓電源輸出電壓UO下降時，調整器件的等效內阻Rdx會自動變大，從而使得流過調整器件的電流Idx變小，流過限流電阻R上的電流減小，因此在R上的電流減小，因此在R兩端的電壓也減小，使UO又趨近于原來值。從線路連接方式上來看，因為調整器件與負載使是并聯的，因此參數型穩定電源屬于并聯穩壓電源。
2.串聯反饋調整型直流穩壓電源
我們再來看一下串聯反饋調整型直流穩壓電源，它比參數型穩壓電源要復雜的多。它是一個閉環反饋系統，所以必須具有執行器件和反饋支路。一般情況下，它包括調整管、取樣電路、基準電壓源、誤差比較放大器等主要部分。調整管是閉環調節系統的執行機構，其余部分都是反饋控制支路所必需的，從圖可以看出,輸入電壓Ui經過調整器件調節之后,變成穩定的輸出電壓UO，其執行動作是在誤差比較放大器的控制下進行的。取樣電壓和基準電壓相比較，并把比較后的誤差信號送入放大器，增強反饋控制效果。因為取樣得來的是電壓信號，所以這種電源實際上是一個以電壓作為調節對象的自動調節系統，圖中KO為調節系統開環時的電壓傳遞函數,也就是系統開環穩壓系數；KT為執行機構在系統閉環時的電壓傳遞函數,也就是調整管電路的電壓放大倍數；K是誤差放大器開環電壓放大倍數；n為取樣電路的電壓傳遞函數,也就是取樣分壓器的分壓比。根據調節原理可知,該系統的調節函數為:F=1/1+KT×K×n由此可知,無論輸入電壓波動還是負載變化對輸出電壓的影響,反饋系統都只是開環系統的(1/1+KT×K×n)倍,更具體點說,就是反饋調整型穩壓電源在電網電壓調整率、負載調整率等主要技術性能方面，提高到參數型穩壓電源的（1+KT×K×n）倍。
開關穩壓電源范文第5篇
1.1欠壓鎖定電路與過電流保護電路
欠壓鎖定（UVLO）是指當輸入電源電壓低于欠壓鎖定電路的預設值時，電源芯片不工作，以保證芯片安全并降低不必要的功耗。LT3748通過連接在VIN和EN/UVLO引腳之間的分壓電阻R1與R2設定芯片工作的閾值電壓。當芯片EN/UVLO引腳上的電壓達到1.223V時，LT3748芯片內部所有電路都將啟動。過電流保護電路是指在電源過載或輸出短路時保護電源裝置，防止負載損壞。此芯片通過SENSE引腳端的電阻R5來設定過電流，SENSE引腳的電壓VS需要在0.1V以下。
1.2開關變壓器設定
單端反激式開關穩壓電源在設計開關變壓器參數時的計算極為關鍵，設計中應盡量使開關管導通期間變壓器所儲存能量等于功率開關管關閉期間變壓器所釋放的能量，提高開關變壓器的利用率，從而提高電路的轉化效率。開關變壓器的設定主要取決于初級線圈電感量和線圈的飽和電流兩方面。開關變壓器初級繞組的電感值須大于臨界電感值（即當功率開關管截止期結束時，功率開關變壓器中存儲的能量正好釋放完畢時開關變壓器初級繞組所對應的電感值）。此外，開關變壓器還應滿足其線圈中的電流不能超過線圈自身飽和電流，因為一旦造成線圈中電流飽和，能量將不能存儲在變壓器的鐵芯中，進而傳輸到次級端，而會被消耗在鐵芯中。本設計中開關變壓器選取為VP-0047-R，它具有體積小、自身電阻低、低噪聲和緊耦合性等優點。VP-0047-R有六個獨立繞組，每個繞組的電感量和飽和電流分別為3.8μH和2.81A，并可以根據需求的不同而連接成初次級線圈比不同的變壓器。設計中將此變壓器設置為初、次級線圈比為4∶1。其中初級線圈為四個繞組的串聯形式，則初級線圈的電感量是60.8μH。次級線圈為兩個繞組的并聯形式，這種連接可增大繞組的飽和電流，避免次級線圈在輸出電流較大時飽和。
1.3功率開關管及鉗位電路設計
開關管的選取主要由漏源之間的耐壓值以及最大漏極電流決定。由于在開關管關斷的瞬間，變壓器產生的漏感將生成尖峰脈沖電壓，并且在初級線圈上也會有感應電壓生成，這些都會疊加在直流輸入電壓VIN上。而在開關管導通時，功率開關變壓器初級繞組的充電電流將產生尖峰電流，所以功率開關管的漏極電流應大于該尖峰電流。設計中Q1選擇Si7464DP。為了減少漏感對電路產生的影響，并吸收已經由漏感產生的尖峰電壓，在開關管的漏極設計了鉗位保護電路。通常鉗位電路的形式有DZ、RCD以及RC等，考慮到電路的簡單和小型化，本設計采用RC鉗位電路，取值為66Ω和150pF。在Q1截止的瞬間，儲存在漏感中的能量通過電容C6后，就被電阻R8消耗掉了。鉗位電路的設計非常必要，尤其在輸出電流較大的情況下，可通過鉗位電路將漏感吸收，從而保證輸出電壓的穩定。
2測試結果與分析
由于輸入電壓為-48V，所以測試中將穩壓電源的正端接在PCB電路板的地端，穩壓電源的負端接到PCB上的電源輸入端，此時在PCB的電源和地之間就能得到負的電壓。測試前應注意以下兩點：首先由于開關電源在供電初始會產生較大的浪涌電流，所以在測試時對穩壓電源限流值的設定要比實際輸出電流值稍大一些。其次單端隔離反激式開關電源測試時不能空載。從測試結果可以看出，此電源電路不僅實現了電源從負到正的極性變換，并且電路最大輸出電流為3.245A，輸出電壓接近8V，證明本電路設計已經達到了最初要求輸出8V/2A電源的目的。將電源的電壓輸出端接4Ω、50W的固定負載電阻，輸入端接到可調穩壓電源輸出端。調整輸入穩壓電源在36V~54V之間變化時，測量輸出端電壓。根據電壓調整率的公式，可計算出電路的電壓調整率為0.7%。當輸入電壓變為20V時，輸出電壓有0.06V的變化，可看出輸出電壓波動不大。
3結論
