开关电源,电路结构

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1、电源设计Z拓扑结构单端反激变换器1电路拓扑图2、电路原理其变压器T1起隔离和传递储存能量的作用,即在开关管Q开通时Np储存能量,开关管Q关断时Np向Ns禅放能量。在输HI端要加由电感器Lo和两Co电容组成一个低通滤波器,变压器初级需有Cr>Rr•和Dr组成的RCD漏感尖峰吸收电路。输出冋路需有一个整流二极管D1。由于其变压器使用有气隙的磁芯,故其铜损较大,变压器温相对较高。并H其输出的纹波电压比较大。但其优点就是电路结构简单,适用于200W以下的电源且多路输岀交调特性和对较好。3、变压器计算单端反激式变压器设计的方法较多,但对丁反激式设计來说

2、最难的也就是变压器的设计和调整。一般须视具体工作状态而定,这里我结合口己的调试经验介绍一种快捷的近似计算方法。反激变换器可工作于电流连续模式(CCM)和电流断续模式(DCM),同样输出功率时,工作于电流断续模式具冇较大的峰值电流,此时开关晶体管、整流二极管、变压器和电容上损耗会增加,所以一般效率较低,工作于电流连续模式下,效率较髙,但输出二极管反向恢复时易引起振荡和噪声;另外,工作于电流断续模式时,由于变压器电感量较小,体积可以做得小一些,而工作丁•电流连续模式,变压器体积一般会较大。变压器参数的选取应结合整个电路设计和实际应川情况,在最初的

3、设计中,为取得比较适中的性能,可考虑使电路工作于电流临界连续状态。反激式变压器的设计可分为以下儿个步骤:a、初选磁芯型号。b、确定初级电感量。c、确定初级峰值电流。d、确定初级线圈匝数和气隙。e、计算并调整初、次级匝数。f、计算并确定导线线径g^校核窗口面积和址人磁感性强度★初选磁芯型号反激变压器的体积主要决定于传递功率的大小,可依据经验或磁芯厂家手册屮提供的速选图表,初选一磁芯型号代入以后的步骤进行计算。★确定初级电感量若考虑低端满载时,电路工作于电流临界连续状态,此时初级电感量计算公式如下:Ll=(VinminxDmax)A2/(2xfx

4、Po)(Vinmin为输入电压最小值,Dmax为设尬的最大占空比,f为开关频率,P0为输出功率。)增大L1取值时,电路开始工作于电流连续模式,原边电感量的选择可在L1计算值基础上,视具体情况作调整。★确定初级峰值电流设计时仍应考虑低端满载的情况。电路工作于电流不连续或临界连续时,初级峰值电流为预测效率值)r

5、xDmax)(r

6、Ilmax=2xPo/(Vinminx电路工作于电流连续模式时,初级峰值电流:xDmax)+(2xVinminxTxDmax)/Lli-

7、Umax=2xPo/(Vinminx★确定初级峰值电流确定初级线圈匝数和气隙首先作

8、出两点假设:a、山于磁芯开气隙后剩磁B「减小很多,认为Br=Oob、由于气隙磁阻远大丁磁路其他部分磁阻,认为磁势全部降于气隙处。根据以上两点假设可得出初级电感量:80xAexNp)/pLl=(为气隙长度。)60为空气磁导率,Ae为气隙处磁芯截面积,卩(工作最大磁感应强度:(Bm为最人磁通密度)80)/gBm=(IlmaxxNpx,气隙长度的选取不宜过长,过长的气隙会导致主磁路磁阻增大,磁力线通过漏磁路闭合,会增加漏感和电磁干扰EML8选择最人磁感应强度Bm厉,联解以上两式可求出初级匝数N1,和气隙长度★计算并调整初、次级匝数仍考虑低端满载情况

9、,此时电流连续或临界连续,次级匝数:N2=(Vo+Vd+IoxR)x(Dmax)xNp/(VinxDmax)(UD为输出整流管压降,IOR为线路压降)取初级或次级匝数中较小者,取整后,再rh匝比关系推算其余绕组匝数。★计算并确定导线线径初级绕组电流有效值:I=(VinxTon)儿!■)△】为电流增量,△I/3)xD)(MxM)+aU=sqr((Umaxx(l・次级电流有效值:I2=NpxIl/N2当电流较大时,导线釆用多股并绕,每股直径不大于2倍穿透深度。★校核窗口面积和最大磁感性强度变压器绕制的基木要求是耦合紧密,以减小漏感。设计时冇两种慕

10、木方法以增加绕纽间耦合,—•是双线并绕,常用于绕制输出正负绕组、原边绕组与去磁绕组等,要求并绕的绕组匝数和等且压差不能不能太高;另一种是夹绕的方法,将原边绕组均分为两层,夹副边绕组,也冇多层夹绕的方法,山于结构复杂,我在二次电源变压器设计中没有釆用。双管反激变换器1、电路拓扑图2、电路原理其变压器T1起隔离和传递储存能量的作用,即在开关管QI、Q2开通时Np储存能量,开关笛QI、Q2关断时Np向Ns释放能量,同时Np的漏感将通过D2、D3返回给输入,可省去RCD漏感尖峰吸收电路。在输出端要加由电感器Lo和两Co电容组成一个低通滤波器。输出回路

11、需冇一个整流二极管D1(最好使用恢复时间快的整流管)。3、工作特点a、在任何工作条件下,为使两个调整管所承受的电压不会超过Vs+Vd(Vs:输入电压;Vd:D2、D

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