开关电源基础教程3

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1、DC/DC模块电源的设计方法--功率电路的设计开关电源的设计方法：功率电路的设计反馈回路的设计控制回路及辅助功能的设计变压器设计电感的设计功率元件的选择反馈方式的确定控制芯片的外围电路设计PI调节器的设计辅助电源的设计各种保护功能的设计EMI及噪声抑制三种基本的隔离开关电源：VinVoLSD1D2VinVoLS1D1D2S2正激型变换器VinVoSLmDFlybackConverter桥式变换器+u(t)-i(t)电感的电磁学定义：φ根据法拉第电磁感应定理，二者是同一的：i(t)φ电路的观点：磁场的观点：磁通，磁通密度，及磁芯的导

2、磁率：φ真空：空气：铁粉芯：铁氧体：在国际单位制中：B称为磁感应强度，单位：特斯拉TH称为磁场强度，单位：安培每米A/mφ面积为S磁感应强度为B均匀磁场称为磁通，磁通围绕电流构成一个闭合回路，且大小连续。B又称为磁通密度φ闭合的磁路及磁路中的气隙：NI磁路长度lc磁场强度Hc截面积Ae根据电感的定义：根据安培环路定理:气隙长度la气隙强度Ha在气隙处磁通连续:所以:对于无气隙的电感:对于有气隙的高导磁率电感:NI磁路长度lc磁场强度Hc截面积Ae磁芯中的磁场强度为：气隙长度la气隙强度Ha铁磁材料的饱和磁密：磁芯中的磁通密度为：铁

3、磁材料的磁滞回线当铁磁材料中的B增加到一定程度时，导磁率μ值会变小，甚至导磁性消失μ值变为1，一般铁氧体的饱和磁密为0.3~0.5T.增加气隙可以减小电感量，降低磁芯的磁通密度，从而避免磁芯饱和。铁磁材料的磁芯损耗：ΔBΔBBdcVm:corevolumeCm,α,β:providedbymanufactureofmagneticcore.α=1~2β=2~3forPhilips3F3core.变压器的工作区间直流电感的工作区间铁磁材料的磁芯损耗的测量：LCRMeter+u(t)-i(t)根据实际工作的f和ΔB画出磁芯的磁滞回线（

4、B-H），磁滞回线的面积即为磁芯损耗1/R代表了磁芯在小信号下的损耗大小。HighL*QwillleadtolowcorelossCorecharacteristicsanalysis(1)磁性材料的磁芯损耗：磁滞损耗：由于磁畴翻转导致的损耗，主要与磁性材料的性质有关。涡流损耗：变化的磁通在磁芯形成涡流（感应电流）导致的损耗，主要与磁性的结晶情况有关。互相绝缘的硅钢片用来减少涡流损耗。结晶晶粒较大，单晶导电性好，涡流损耗大结晶晶粒较小，涡流损耗小变压器的设计步骤：根据变换器的性质和输入输出的要求,确定变比n根据传输功率确定变压器的

5、有效截面积Ae及窗口大小。根据变压器的伏秒积确定原边匝数Np根据原边匝数确定副边匝数根据选定的匝数，重新计算ΔB，并由此估算变压器的磁芯损耗根据选定的原副边匝数估算变压器的绕组损耗。重新选取变压器的Ae及促窗口大小，直到变压器磁芯损耗和绕组损耗之和最小。输出电感的设计步骤：根据变换器的性质和输入输出的要求,确定电感量L根据传输功率确定变压器的有效截面积Ae及窗口大小。根据流过电感的最大电流确定匝数N根据匝数确定电感的气隙根据选定的匝数，估算电感的绕组损耗考察气隙la是否易于实施。重新选取磁芯的Ae及促窗口大小，直到电感的绕组损耗最

6、小，气隙最适。