变压器原边电感Lm计算如下为:

    为了增大安匝数，变压器需要开气隙，但应尽量减少漏感，以减轻缓冲回路的压力。可增加一个TVS二极管以保证器件安全。
4 实验波形
　按照本开关变压器的设计方法，本设计最终完成的开关变压器规格的输入电压为500 V~1 300 V，反馈绕组输出电压为5 V，多路绕组输出电压分别为+15 V、-15 V，四路26 V及辅助电源绕组+16 V，采用IGBT模块IXGH6N170A，
PQ35/35磁芯，开关调制信号的频率为25 kHz。开关管UDS与IDS波形如图4所示,通道1为UDS波形，通道3为IDS波形。其中母线电压为500 V，反激电压为200 V，电压通过高压探头获得，电流信号则通过电流钳获得。该图显示了反激式开关电源各阶段运行情况。

    在接近第3个μs处，开关管开启，开关管两端电压降为0，电流线性增加，增加到最大值时所用时间可由式(3)得到。在5.4 μs处，开关管关闭，其两端电压升高。由于漏感影响，关断时刻电压大于直流母线电压与反激电压之和(Vdc+VR)，但由于TVS释放能量及抑制作用，电压基本被限制在(Vdc+VR)之下，稳定后UDS电压等于(Vdc+VR)。
　对于IGBT功率模块，开关器件的功率损耗主要体现在关断过程中[5]。开关管关断时,其UDS与IDS波形如图5所示。同样通道1为UDS波形，通道3为IDS波形。根据电流电压波形，近似认为关断过程中电流为200 mA，电压上升时间近似为300 ns，开关周期为25 kHz，可计算得到开关管消耗功率为：

　开关管损耗能量以热量形式发送出去，将引起开关管发热。母线电压越高，UDS电压上升时间越长，上升电压值越大，发热越严重，需要给IGBT管配置更大的散热片，同时在保证能量供给条件下尽量降低开关频率。
　变压器多个开关周期内的电压UDS(通道1)与电流IDS(通道3)波形如图6所示。在20μs~50μs之间，缓冲电路的电容和变压器主电感发生谐振。

　本文分析了高输入电压下单端反激式开关电源的设计方法与关键问题，包括器件的选择、电路参数的设定与开关变压器的设计，讨论了器件的驱动性能和散热问题，所提出的方案切实可行。并给出了详尽的实验波形，分析了开关电源工作过程中IGBT电压UDS与电流IDS的变化规律，实验波形为开关电源设计提供了很好的范例。
　此外，在实际开关电源设计中，设计者还需要考虑器件及布线过程中的安全耐压问题，防止距离过近造成的爬电影响，优化布线，减少电路中的分布电感和分布电容。
参考文献
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