张维

（陕西工业职业技术学院 陕西 咸阳 712000）

基于某课题项目中的嵌入式设备的电源需求，根据实际需要收集设计电源的参数指标，分析并设计一款基于TOP243Y的单片反激开关电源设计，最终通过样机的组装和调试对设计结果进行验证。

1 电源技术指标的收集

本设计是基于一款嵌入式ARM开发板而设计的电源，根据具体设备电源的需求，收集以下指标：输入电压范围：220±20%； 输出电压和对应的电流值：5 V/1 A，12 V/1 A，－12 V/1 A，输出纹波：＜1%，工作温度：－40～85 ℃，电压调整率：±0.1%，负载调整率：≤±5%，损耗因数:0.5。

2 EMI滤波器及输入整流电路设计

在大多数场合EMI电源滤波器主要抑制共模干扰信号。本设计EMI滤波器中的CX、CIN1和LCM就是用来滤除共模干扰的。共模电感通常取5～33 mH，本设计取为6 mH。整流桥选用1N4001（1 A/1 000 V），此管可对电流电压留有一定的余量。

CIN1的值可通过式（1）进行计算：

3 高频变压器的设计

3.1 变压器磁芯的选择

在单片开关电源设计中，通常选择锰锌铁氧体材料的磁芯，磁芯截有效面积可用下面经验公式（2）计算[2]：

其中Ae是磁芯有效面积，ηT是变压器的转换效率，通常取0.75～0.95之间数，本设计取0.9。经计算得到Ae≈0.85 cm2，然后查变压器的磁芯对照表，最后选择EE28磁芯。

3.2 计算脉冲信号最大占空比OMAX

当电网电压在220±20%范围内变化时，经全波整流后的直流输入电压最小为 Vin（min）为 208.86 V。根据公式（3）可得最大占空比为：

其中VOR为反射电压，是指当功率开关管关断且次级电路处于导通状态时，次级电压感应到初级端的电压值。根据本设计要求计算时取VOR=110 V，VDS为主开关导通时D、S间压降，典型值为10 V。……