开源一个宽输入电压、24V 3A输出的反激式开关电源。该72瓦设计实现了87.4%的峰值效率，基于UC3842控制器芯片并采用同步整流（UCC24612-1DB）。包含完整的电路和变压器参数计算过程、原理图、PCB设计、PSIM仿真模型、变压器制造规格等。
前言
这是我首次设计反激式电源，欢迎各位专家提出反馈或改进建议。
- 反激式电源参数计算与元件选型、反激变压器计算与绕制教程： https://blog.zeruns.com/archives/909.html
- 磁性元件/磁芯材料/磁芯结构分析、对比与选型指南： https://blog.zeruns.com/archives/897.html
顺便一提，我目前正在找工作。如广州、佛山或深圳的雇主有招聘需求，欢迎联系。可在我的OSHWHub主页查看开源项目： https://oshwhub.com/zeruns/works
项目演示视频与设计过程视频： https://www.bilibili.com/video/BV1ES4GzQE19/
OSHWHub开源链接： https://oshwhub.com/zeruns/24v3a-Flyback-Power-Supply-uc384x
电子/MCU技术讨论QQ群：2169025065
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警告：制作开关电源存在危险。本人不对本设计中的任何电路、参数或公式正确性负责。若您复制或参考本项目，需自行承担所有潜在风险。
小批量（20套）的预估平均成本约为25元（不含PCB和变压器，元件价格来自立创商城）。包含PCB和变压器的总成本不应超过50元。
设计参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 额定输入电压 V_{acnom} | 220VAC |
| 最小输入电压 V_{acmin} | 85VAC |
| 最大输入电压 V_{acmax} | 265VAC |
| 电网频率 f_L | 50Hz |
| 输出电压 V_{out} | 24V |
| 输出电流 I_{out} | 3A |
| 工作频率 f_s | 150kHz |
| 目标效率 η | 85% |
PCB尺寸：100x55mm
PCB规格：双层板，顶层为通孔元件，底层为贴片元件。
实物照片
下图显示的是第二版。
下图显示的是第一版，存在一些问题且容易烧毁MOS管。这些问题已在上图第二版中修复。
高频变压器：
功能测试与性能测量
初次上电测试
初次上电测试时，建议串联一个灯泡以防止短路导致整套元件烧毁。测试确认输出正常，输出电压为24.1V（下图显示0.9A负载测试）。
串联灯泡的目的是利用其限流保护作用。正常情况下，灯泡电阻较小，电压降低，灯泡微亮或熄灭，不影响电源测试；若电源内部短路，回路电流骤增，灯泡固定电阻将承担大部分电压降，限制过电流，避免电源元件因大电流烧毁。
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也可用直流输入测试。我使用60V直流输入测试，电源正常启动并输出24V。但需将启动电阻（R24+R16）从200kΩ改为100kΩ（短接其中一个）。原阻值过高导致低压无法启动。
转换效率测试
使用测试设备：
实测数据：
| 输入电压 (V) | 输入电流 (A) | 输入视在功率 (W) | 输入有功功率 (W) | 输出电压 (V) | 输出电流 (A) | 输出功率 (W) | 效率 (%) | 功率因数 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 219.85 | 0.029 | 6.38 | 2.10 | 24.13 | 0.00 | — | — | 0.33 |
| 219.83 | 0.251 | 55.18 | 28.69 | 24.10 | 1.00 | 24.10 | 83.99 | 0.52 |
| 219.59 | 0.438 | 96.18 | 55.78 | 24.07 | 2.00 | 48.14 | 86.30 | 0.58 |
| 219.65 | 0.637 | 139.92 | 82.55 | 24.05 | 3.00 | 72.15 | 87.40 | 0.59 |
| 111.55 | 0.036 | 4.02 | 1.81 | 24.13 | 0.00 | — | — | 0.45 |
| 111.13 | 0.406 | 45.12 | 28.88 | 24.10 | 1.00 | 24.10 | 83.46 | 0.64 |
| 110.89 | 0.753 | 83.50 | 56.78 | 24.06 | 2.00 | 48.12 | 84.75 | 0.68 |
| 110.58 | 1.097 | 121.31 | 84.91 | 24.00 | 3.00 | 72.00 | 84.79 | 0.70 |
最高实测效率为87.4%。最低空载功耗为1.81W，略高。
以上数据采用二极管整流方式测量，未使用同步整流。这是由于所选同步整流MOSFET的导通电阻偏高，导致效率略低。可更换更优MOSFET进行测试。电压耐压需200V或更高（若在同步整流侧焊接20Ω电阻R9和2.2nF电容C8，可选用150V耐压MOSFET）。
输出电压纹波测试
示波器型号为Rigol DHO914S：https://blog.zeruns.com/archives/764.html
测试时示波器探头夹在约15cm长的输出导线上，未使用接地弹簧，也未直接跨接在输出电容两端。因此实测输出纹波可能偏高。
空载纹波，峰峰值约730mV。纹波频率138.96kHz，接近开关频率。
3A负载纹波，峰峰值约562.08mV。
MOSFET波形
交流输入220V、输出24V带1A负载时，原边开关MOSFET的栅源极(GS)和漏源极(DS)电压波形。黄色为栅源极电压波形，蓝色为漏源极电压波形。
图中可见MOSFET关断时漏极电压尖峰最高约440V（串联了灯泡，忘记切换到直连模式，因此电源输入电压可能刚过100V，导致实测电压较低）。
栅极电压波形放大图。
输出整流二极管波形
60V直流输入、24V空载输出时输出整流二极管电压波形。电压尖峰最高约56V。（在二极管两端焊接20Ω电阻R9和2.2nF电容C8后，电压尖峰降至42V）。
60V直流输入、24V带1A负载输出时输出整流二极管电压波形。电压尖峰最高约190V。（在二极管两端焊接20Ω电阻R9和2.2nF电容C8后，电压尖峰降至81V）。
空载启动输出电压波形
60V直流输入、24V空载输出时输出电压波形。电压从0V上升至24V耗时7毫秒。
热性能
空载时电源底部热成像。最热点位于启动电阻，温度约60°C（环境温度约25°C）。原边MOSFET温度约48°C。
3A负载时电源底部热成像。最热点位于原边MOSFET或RCD吸收电路电阻，温度超过88°C（环境温度约26°C）。次级整流二极管温度可能也高于60°C。
满载时温度偏高。长期满功率运行需为原边开关管加装散热片或将热量传导至外壳！
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原理图
PCB
顶层
底层
下载链接
以下链接包含：JLCEDA项目文件、原理图PDF、PCB制造用Gerber文件、SMPS设计工具SMPSKit、反激变压器计算表(Mathcad)、丝印图、变压器规格书、各芯片数据手册、PSIM仿真模型、波特图Matlab代码及其他参考资料（部分资料来自互联网）。
- 123云盘：https://www.123684.com/s/2Y9Djv-2hTdH
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