電源設(shè)計(jì)之拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
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單端反激變換器
1、電路拓?fù)?/strong>圖
其變壓器T1起隔離和傳遞儲(chǔ)存能量的作用,即在開(kāi)關(guān)管Q開(kāi)通時(shí)Np儲(chǔ)存能量,開(kāi)關(guān)管Q關(guān)斷時(shí)Np向Ns釋放能量。在輸出端要加由電感器Lo和兩Co電容組成一個(gè)低通濾波器,變壓器初級(jí)需有Cr、Rr和Dr組成的RCD漏感尖峰吸收電路。輸出回路需有一個(gè)整流二極管D1。由于其變壓器使用有氣隙的磁芯,故其銅損較大,變壓器溫相對(duì)較高。并且其輸出的紋波電壓比較大。但其優(yōu)點(diǎn)就是電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,適用于200W以下的電源且多路輸出交調(diào)特性相對(duì)較好。
3、變壓器計(jì)算
單端反激式變壓器設(shè)計(jì)的方法較多,但對(duì)于反激式設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)最難的也就是變壓器的設(shè)計(jì)和調(diào)整。一般須視具體工作狀態(tài)而定,這里我結(jié)合自己的調(diào)試經(jīng)驗(yàn)介紹一種快捷的近似計(jì)算方法。反激變換器可工作于電流連續(xù)模式(CCM)和電流斷續(xù)模式(DCM),同樣輸出功率時(shí),工作于電流斷續(xù)模式具有較大的峰值電流,此時(shí)開(kāi)關(guān)晶體管、整流二極管、變壓器和電容上損耗會(huì)增加,所以一般效率較低,工作于電流連續(xù)模式下,效率較高,但輸出二極管反向恢復(fù)時(shí)易引起振蕩和噪聲;另外,工作于電流斷續(xù)模式時(shí),由于變壓器電感量較小,體積可以做得小一些,而工作于電流連續(xù)模式,變壓器體積一般會(huì)較大。變壓器參數(shù)的選取應(yīng)結(jié)合整個(gè)電路設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用情況,在最初的設(shè)計(jì)中,為取得比較適中的性能,可考慮使電路工作于電流臨界連續(xù)狀態(tài)。
反激式變壓器的設(shè)計(jì)可分為以下幾個(gè)步驟:
a、初選磁芯型號(hào)。
b、確定初級(jí)電感量。
c、確定初級(jí)峰值電流。
d、確定初級(jí)線圈匝數(shù)和氣隙。
e、計(jì)算并調(diào)整初、次級(jí)匝數(shù)。
f、計(jì)算并確定導(dǎo)線線徑
g、校核窗口面積和最大磁感性強(qiáng)度
★ 初選磁芯型號(hào)
反激變壓器的體積主要決定于傳遞功率的大小,可依據(jù)經(jīng)驗(yàn)或磁芯廠家手冊(cè)中提供的速選圖表,初選一磁芯型號(hào)代入以后的步驟進(jìn)行計(jì)算。
★ 確定初級(jí)電感量
若考慮低端滿載時(shí),電路工作于電流臨界連續(xù)狀態(tài),此時(shí)初級(jí)電感量計(jì)算公式如下:
L1=(Vinmin×Dmax)∧2/(2×f×Po)
(Vinmin為輸入電壓最小值,Dmax為設(shè)定的最大占空比,f為開(kāi)關(guān)頻率,P0為輸出功率。)增大L1取值時(shí),電路開(kāi)始工作于電流連續(xù)模式,原邊電感量的選擇可在L1計(jì)算值基礎(chǔ)上,視具體情況作調(diào)整。
★ 確定初級(jí)峰值電流
設(shè)計(jì)時(shí)仍應(yīng)考慮低端滿載的情況。
電路工作于電流不連續(xù)或臨界連續(xù)時(shí),初級(jí)峰值電流
I1max=2×Po/(Vinmin×h×Dmax)(h為預(yù)測(cè)效率值)
電路工作于電流連續(xù)模式時(shí),初級(jí)峰值電流:
I1max=2×Po/(Vinmin×h×Dmax)+(2×Vinmin×T×Dmax)/L1
★ 確定初級(jí)峰值電流確定初級(jí)線圈匝數(shù)和氣隙
首先作出兩點(diǎn)假設(shè):
a、由于磁芯開(kāi)氣隙后剩磁Br減小很多,認(rèn)為Br=0。
b、 由于氣隙磁阻遠(yuǎn)大于磁路其他部分磁阻,認(rèn)為磁勢(shì)全部降于氣隙處。
根據(jù)以上兩點(diǎn)假設(shè)可得出初級(jí)電感量:
L1=(m0×Ae×Np)/d
(m0為空氣磁導(dǎo)率,Ae為氣隙處磁芯截面積,d為氣隙長(zhǎng)度。)
工作最大磁感應(yīng)強(qiáng)度:
Bm=(I1max×Np×m0)/d??? (Bm為最大磁通密度)
選擇最大磁感應(yīng)強(qiáng)度Bm后,聯(lián)解以上兩式可求出初級(jí)匝數(shù)N1,和氣隙長(zhǎng)度d,氣隙長(zhǎng)度的選取不宜過(guò)長(zhǎng),過(guò)長(zhǎng)的氣隙會(huì)導(dǎo)致主磁路磁阻增大,磁力線通過(guò)漏磁路閉合,會(huì)增加漏感和電磁干擾EMI。
★ 計(jì)算并調(diào)整初、次級(jí)匝數(shù)
仍考慮低端滿載情況,此時(shí)電流連續(xù)或臨界連續(xù),次級(jí)匝數(shù):
N2=(Vo+Vd+Io×R)×(1-Dmax)×Np/(Vin×Dmax) (UD為輸出整流管壓降,IO R為線路壓降)
取初級(jí)或次級(jí)匝數(shù)中較小者,取整后,再由匝比關(guān)系推算其余繞組匝數(shù)。
★ 計(jì)算并確定導(dǎo)線線徑
初級(jí)繞組電流有效值:
I1=sqr((I1max×(1-DI)+DI×DI/3)×D)(DI為電流增量,DI=(Vin×Ton)/L1)
次級(jí)電流有效值:
I2=Np×I1/N2
當(dāng)電流較大時(shí),導(dǎo)線采用多股并繞,每股直徑不大于2倍穿透深度。
★ 校核窗口面積和最大磁感性強(qiáng)度
變壓器繞制的基本要求是耦合緊密,以減小漏感。設(shè)計(jì)時(shí)有兩種基本方法以增加繞組間耦合,一是雙線并繞,常用于繞制輸出正負(fù)繞組、原邊繞組與去磁繞組等,要求并繞的繞組匝數(shù)相等且壓差不能不能太高;另一種是夾繞的方法,將原邊繞組均分為兩層,夾副邊繞組,也有多層夾繞的方法,由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,我在二次電源變壓器設(shè)計(jì)中沒(méi)有采用。
雙管反激變換器
1、電路拓?fù)鋱D
2、電路原理
其變壓器T1起隔離和傳遞儲(chǔ)存能量的作用,即在開(kāi)關(guān)管Q1、Q2開(kāi)通時(shí)Np儲(chǔ)存能量,開(kāi)關(guān)管Q1、Q2關(guān)斷時(shí)Np向Ns釋放能量,同時(shí)Np的漏感將通過(guò)D2、D3返回給輸入,可省去RCD漏感尖峰吸收電路。在輸出端要加由電感器Lo和兩Co電容組成一個(gè)低通濾波器。輸出回路需有一個(gè)整流二極管D1(最好使用恢復(fù)時(shí)間快的整流管)。
3、工作特點(diǎn)
a、在任何工作條件下,為使兩個(gè)調(diào)整管所承受的電壓不會(huì)超過(guò)Vs+Vd (Vs:輸入電壓;Vd:D2、D3的正向壓降,),D2、D3必須是快恢復(fù)管(當(dāng)然用超快恢復(fù)管更好)。
b、在反激開(kāi)始時(shí),儲(chǔ)存在原邊Np的漏電感的能量會(huì)經(jīng)D2、D3反饋回輸入,系統(tǒng)能量損失會(huì)小,效率高。
c、在與單端反激變換器相比,無(wú)需RCD吸收電路;功率器件可選擇較低的耐壓值;功率等級(jí)也會(huì)很大。
d、在輕載時(shí),如果在“開(kāi)通”周期儲(chǔ)存在變壓器的原邊繞組顯得過(guò)多的能量,那么在“關(guān)斷”周期會(huì)將過(guò)多的能量能量反饋到輸入。
e、兩個(gè)調(diào)整管工作狀態(tài)一致,我沒(méi)有調(diào)試過(guò)這樣電路,根據(jù)調(diào)試過(guò)的半橋和雙管正激的電路經(jīng)驗(yàn),下管的波形會(huì)優(yōu)于上管的波形,在調(diào)試過(guò)程中只要觀察下管波形即可(具體可到“調(diào)試經(jīng)驗(yàn)”中詳見(jiàn))。我個(gè)人建議在大功率等級(jí)電源中不可選用此種電路。
4、變壓器計(jì)算
設(shè)計(jì)方法據(jù)參考書(shū)籍,與單端反激變換器變換器相同。但變壓器漏電感必須小,可以減小D2、D3上的能量損耗,同時(shí)增加電源的效率。
單端正激變換器
1、電路拓?fù)鋱D
2、電路原理
其變壓器T1起隔離和變壓的作用,在輸出端要加一個(gè)電感器Lo(續(xù)流電感)起能量的儲(chǔ)存及傳遞作用,變壓器初級(jí)需有復(fù)位繞組Nr(此點(diǎn)上我對(duì)一些參考書(shū)籍存疑,當(dāng)然有是最好,實(shí)際應(yīng)用中考慮到變壓器腳位的問(wèn)題)。在實(shí)際使用中,我也發(fā)現(xiàn)此繞組也用RCD吸收電路取代亦可,如果芯片的輔助電源用反激供給則也可削去調(diào)整管的部分峰值電壓(相當(dāng)一部份復(fù)位繞組)。輸出回路需有一個(gè)整流二極管D1和一個(gè)續(xù)流二極管D2。由于其變壓器使用無(wú)氣隙的磁芯,故其銅損較小,變壓器溫升較低。并且其輸出的紋波電壓較小。
3、變壓器計(jì)算
一般來(lái)說(shuō)高頻變壓器的設(shè)計(jì)可劃分為以下六個(gè)步驟:
a、選擇磁芯材料和磁芯結(jié)構(gòu)形式。
b、確定工作頻率,工作最大磁感應(yīng)強(qiáng)度Bm。
c、計(jì)算并初選磁芯型號(hào)。
d、計(jì)算并調(diào)整原、副邊匝數(shù)。
e、計(jì)算并確定導(dǎo)線線徑。
f、校核窗口面積和最大磁感應(yīng)強(qiáng)度Bm。
現(xiàn)就這六個(gè)步驟來(lái)討論單端正激式變壓器的設(shè)計(jì):
★ 選擇磁芯材料和磁芯結(jié)構(gòu)形式
高頻變壓器磁性材料選擇的標(biāo)準(zhǔn)為高初始磁導(dǎo)率μi、低矯頑力Hc、高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs、低剩磁Br、高電阻率ρ和高居里溫度點(diǎn)。磁導(dǎo)率高,變壓器工作時(shí)勵(lì)磁電流就小;矯頑力低則磁滯損耗比較??;高飽和磁感應(yīng),低剩磁,變壓器工作時(shí)磁通變化范圍DB可以較大,相應(yīng)減小了變壓器體積;高電阻率,高頻工作時(shí)渦流損耗比較小;高居里溫度點(diǎn),變壓器工作溫度可以相應(yīng)提高,但以上各項(xiàng)要求不可能同時(shí)得到滿足,不同的磁性材料存在其長(zhǎng)處也必然存在不足,需視具體應(yīng)用條件加以選擇。一次電源工作頻率一般選擇在60KHz~150KHz之間,二次電源產(chǎn)品工作頻率一般選擇在100KHz~400KHz之間,在這個(gè)頻率范圍,宜選用Mn-Zn鐵氧體材料,目前二次電源常用的鐵氧體材料包括TDK的PC30-PC40,Magnetics的P材料,PHILIP的3F3及899廠的R2KB2等。
磁芯結(jié)構(gòu)形式的選擇一是考慮能量傳遞,二是考慮幾何尺寸的限制,三是考慮磁芯截面積和窗口面積的比例,多路輸出變壓器一般要求有較大的窗口面積,選擇EE型、EI型或PQ型磁芯,可具有較大的窗口和良好的散熱性,DC/DC模塊電源可選用FEY型、FEE型、EUI型等,鈴流變壓器要求磁芯截面積比較大,可選用GU形磁芯;此外還應(yīng)考慮變壓器的安裝,加工方便性,成本等,目前中、大功率通常選用GU形磁芯,這種磁芯特點(diǎn)是有較大的截面積,漏磁很小,采用國(guó)產(chǎn)材料,成本低,但出線需手焊。
★ 確定工作頻率,最大磁感應(yīng)強(qiáng)度Bm
考慮高溫時(shí)飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs會(huì)下降,同時(shí)為降低高頻工作時(shí)磁芯損耗,工作最大磁感應(yīng)在一般選擇為2000~2500Gs,工作頻率的選擇可在設(shè)計(jì)變壓器時(shí)進(jìn)行反推,或先確定再進(jìn)行調(diào)整,AC/DC工作頻率一般選擇在60KHz~150KHz之間;DC/DC工作頻率可選擇為100KHz~400KHz之間。
★ 計(jì)算并初選磁芯型號(hào)
磁芯結(jié)構(gòu)確定基礎(chǔ)上,其型號(hào)選擇可采用面積乘積法:
對(duì)于正激式變壓器:
Np=(Vin×Ton)/(ΔB×Ae)
(Ae:磁芯截面積,Vin:輸入電壓,Ton:導(dǎo)通時(shí)間,DB=Bm-Br,Np為變壓器原邊匝數(shù))。
Q=(I1×Np)/(Ku×j×2)
(Q為窗口面積,I1、Np對(duì)應(yīng)初級(jí)繞組電流和匝數(shù),Ku為窗口系數(shù),即銅線截面積之和與窗口面積比值。一般Q可取0.3~0.35,j為導(dǎo)線電流密度可取8~15A/m2,上式中假定原邊繞組占整個(gè)繞組截面積的1/2)
Ae×Q=Po/(2×h×Ku×j×ΔB)
根據(jù)輸出功率P0,預(yù)測(cè)效率h,導(dǎo)通時(shí)間Ton和工作磁感應(yīng)變化范圍DB等參數(shù)可求出Ae和Q乘積,作為初選磁芯型號(hào)的依據(jù),如果對(duì)磁芯選擇比較有經(jīng)驗(yàn)也可越過(guò)該步驟,直接進(jìn)入下一步。
★ 計(jì)算并調(diào)整原副邊匝數(shù)
a、計(jì)算原邊匝數(shù): Np=(Vin×Ton)/(ΔB×Ae)
b、計(jì)算副邊匝數(shù): N2=(Vo+Vd+Io×R)/(D×Vin)
(V0為輸出電壓,VD為輸出整流二極管壓降,Io×R為線路壓降,Vin為直流輸入電壓,D為占空比)
c、副邊電流有效值:I2=Io×sqr(D)
d、原邊電流有效值:I1=(I2×N2/Np)×(1+5%) (取勵(lì)磁電流為原邊電流5%)
根據(jù)電流有效值和導(dǎo)線選擇經(jīng)驗(yàn),同時(shí)考慮高頻工作時(shí)導(dǎo)線的集膚效應(yīng),當(dāng)電流較大時(shí),采用多股并繞,每股線徑不得大于2倍穿透深度,漆包線的線徑和股數(shù)可適當(dāng)調(diào)整,使線包每一層能正好繞滿,若計(jì)算出的原、副邊匝數(shù)非整數(shù),可選擇匝數(shù)較小的一方取整,再根據(jù)匝比推算其他繞組匝數(shù)。
★ 校核窗口和最大磁感應(yīng)
根據(jù)公式 Ku=Ae/Q 校核窗口,窗口系數(shù)Ku約為0.3~0.35。
如果在計(jì)算副邊取整過(guò)程中調(diào)整了匝數(shù),應(yīng)由公式Np=(Vin×Ton)/(ΔB×Ae)校核最大磁感應(yīng),最大磁感應(yīng)在3000Gs以內(nèi),如果有條件,最好試?yán)@一個(gè)變壓器,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),然后根據(jù)最低輸入電壓和最大載時(shí)的開(kāi)關(guān)波形來(lái)進(jìn)行反推(這種方法最有效,當(dāng)然也最危險(xiǎn),畢竟你還未完全調(diào)試出來(lái)時(shí)可能會(huì)炸機(jī)的噢!最好有一塊可記憶的示波器和一個(gè)同事在旁!你以為做什么?呵呵~~當(dāng)然是即時(shí)地給你送到醫(yī)院啦!?。?/p>
4、輸出電感設(shè)計(jì)
輸出濾波電感設(shè)計(jì)的基本要求是滿足電感量,保證流過(guò)最大電流時(shí)磁芯不會(huì)飽和,窗口要繞得下。單端正激式電路輸出電感設(shè)計(jì)可分為以下幾個(gè)步驟。
a、確定電感量并初選磁芯型號(hào)。
b、確定電感峰值電流。
c、確定線圈匝數(shù)和氣隙。
d、確定導(dǎo)線線徑。
e、校核窗口和最大磁感應(yīng)。
★ 確定電感量并初選磁芯型號(hào)
首先通過(guò)電路設(shè)計(jì)確定輸出濾波電感值,濾波電感值取大一些可減小初、次級(jí)電流峰值,減小輸出紋波噪聲,但電感量的增加受到電感體積、尺寸的限制,同時(shí)電感過(guò)大會(huì)造成系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)大,給控制帶來(lái)問(wèn)題,電流上升斜率太小,采用電流控制型方案時(shí)還容易出現(xiàn)次諧波振蕩問(wèn)題,因此電感量值的選取應(yīng)綜合考慮以上因素。選定電感值后,根據(jù)電感最大貯能值0.5×L×I×I,依據(jù)經(jīng)驗(yàn)或磁芯廠家提供的速查圖表,初選一磁芯型號(hào)代入以后步驟進(jìn)行計(jì)算。
★ 確定電感峰值電流
Imax=Io+2×Vo×Toff/L(Toff為關(guān)斷時(shí)間)
★ 確定線圈匝數(shù)和氣隙
由于電感電流中存在較大的直流分量,當(dāng)選用鐵氧體磁芯時(shí),一定要加入氣隙,可在實(shí)際調(diào)試中去調(diào)整氣隙的大??;也可考慮使用FeSiAl材料或P.P.M材料的磁環(huán)(呵呵~~ 可別以為我出餿主意噢!效果會(huì)好多了,不過(guò)會(huì)使電源更值錢些罷了!?。。?。
一般輸出濾波電感最大磁感應(yīng)強(qiáng)度可取為3000Gs左右,選定Bm后聯(lián)解以上兩式可求出匝數(shù)N和氣隙長(zhǎng)度d。
匝數(shù)N應(yīng)進(jìn)行取整,當(dāng)匝數(shù)少電流大時(shí),應(yīng)盡量避免取半匝的情況。
★ 計(jì)算并確定導(dǎo)線線徑
確定匝數(shù)后,根據(jù)電流有效值選取導(dǎo)線線徑,電流較大時(shí),仍需采用多股并繞,但由于電感電流中交流成份比較小,集膚效應(yīng)不明顯,必要時(shí)可選用較粗的導(dǎo)線繞制。
★ 校核窗口和最大磁感應(yīng)
電感設(shè)計(jì)完成后,可在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)一步調(diào)整氣隙,以達(dá)到最佳的電感量和工作磁通。
雙管正激變換器
1、電路拓?fù)鋱D
2、電路原理
其變壓器T1起隔離和變壓的作用,在輸出端要加一個(gè)電感器Lo(續(xù)流電感)起能量的儲(chǔ)存及傳遞作用,變壓器初級(jí)無(wú)需再有復(fù)位繞組,因?yàn)镈1、D2的導(dǎo)通限制了兩個(gè)調(diào)整管關(guān)斷時(shí)所承受的電壓。輸出回路需有一個(gè)整流二極管D3和一個(gè)續(xù)流二極管D4(其中D3、D4均最好選用恢復(fù)時(shí)間快的整流管)。輸出濾波電容Co應(yīng)選擇低ESR(等效電阻)大容量,有利于降低紋波電壓(當(dāng)然這對(duì)于其它拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的也是這樣要求)。
3、工作特點(diǎn)
a、在任何工作條件下,為使兩個(gè)調(diào)整管所承受的電壓不會(huì)超過(guò)Vs+Vd (Vs:輸入電壓;Vd:D1、D2的正向壓降,),D1、D2必須是快恢復(fù)管(當(dāng)然用恢復(fù)時(shí)間越短越好,我在實(shí)際設(shè)計(jì)和調(diào)試中多使用MUR460)。
b、在與單端正激變換器相比,無(wú)需復(fù)位電路,有利于簡(jiǎn)化電路和變壓器設(shè)計(jì);功率器件可選擇較低的耐壓值;功率等級(jí)也會(huì)很大,據(jù)我所知現(xiàn)在很多大功率等級(jí)的通信電源及電力操作電源都選用了這種電路。
c、兩個(gè)調(diào)整管工作狀態(tài)一致,同時(shí)處通態(tài)或斷態(tài)。我個(gè)人建議在大功率等級(jí)電源中選用此種電路,主要是調(diào)整管好選,比如IRFP460、IRFP460A等調(diào)整管即可。
4、變壓器計(jì)算
在實(shí)際設(shè)計(jì)和調(diào)試中,與單管正激變換器變換器中變壓器設(shè)計(jì)方法相同,不過(guò)省去了復(fù)位繞組。
5、輸出電感計(jì)算
單端正激、雙管正激、半橋、推挽、全橋、BUCK等電路設(shè)計(jì)方法相同。我實(shí)際設(shè)計(jì)和調(diào)試中一般僅以公式計(jì)算值作參考,適當(dāng)?shù)目梢哉{(diào)整匝數(shù)以達(dá)到最佳狀態(tài)(我個(gè)人認(rèn)為)。
推挽式變換器
1、電路拓?fù)鋱D
2、電路原理
其變壓器T1起隔離和傳遞能量的作用。在開(kāi)關(guān)管Q1開(kāi)通時(shí),變壓器T1的Np1繞組工作并耦合到付邊Ns1繞組,開(kāi)關(guān)管Q關(guān)斷時(shí)Np向Ns釋放能量;反之亦然。在輸出端由續(xù)流電感器Lo和D1、D2付邊整流電路。開(kāi)關(guān)管兩端應(yīng)加一RC組成的開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)所產(chǎn)生的尖峰吸收電路。
此電路大概也可能稱為正反激電路吧!我也不敢確定。因?yàn)樵?jīng)有個(gè)同事與我說(shuō)起Lambda有一款電源PH300F(DC/DC 5V/60A 全磚)就采用了正反激電路,我也沒(méi)見(jiàn)過(guò)此模塊電源實(shí)物,他也沒(méi)見(jiàn)過(guò)推挽電路圖,根據(jù)他說(shuō)的及當(dāng)時(shí)所測(cè)的波形,與推挽工作相似。所以我只是估猜,如有錯(cuò)誤希各位同仁指出并斧正,免得誘導(dǎo)壞“小孩子”。
3、工作特點(diǎn)
a、在任何工作條件下,調(diào)整管都承受的兩倍的輸入電壓。所以此電路多用于大功率等級(jí)的DC/DC電源中,這樣才有利于選材料。
b、兩個(gè)調(diào)整管都是相互交替打開(kāi)的,所以兩組驅(qū)動(dòng)波形相位差要大于180°(一般書(shū)上說(shuō)差等于180°,呵呵~~~您可以試一試),因?yàn)橐嬖谝欢ㄋ绤^(qū)時(shí)間。
c、此電路與半橋式變換器一樣,也存在一定的磁偏問(wèn)題。不過(guò)我不知道我是否遇到,當(dāng)時(shí)只是用20M帶寬的模擬示波器又無(wú)存儲(chǔ)功能,最主要的是我當(dāng)時(shí)對(duì)這電路工作原理并未完全弄懂。
4、變壓器計(jì)算
步驟與前相同(省去)
★ 計(jì)算匝伏比:N/V=Ton/(ΔB×Ae)
★ 原邊繞組匝數(shù):Np=Vinmin×(N/V)
★ 付邊繞組匝數(shù):N2=(Vo+Vd+Io×R)×(N/V)
★ 其它的驗(yàn)證及導(dǎo)線選擇參考《單端正激式》
5、輸出電感設(shè)計(jì)
參考《單端正激式》
半橋變換器
1、電路拓?fù)鋱D
2、電路原理
其變壓器T1起隔離和傳遞能量的作用。開(kāi)關(guān)管Q1導(dǎo)通時(shí),Np繞組上承受一半的輸入電壓,付邊繞組電壓使D1導(dǎo)通;反之亦然。輸出回路D1、D2、Lo、Co共同組成了整流濾波電路。
此電路減小了原邊調(diào)整管的電壓應(yīng)力,所以是目前比較成熟和常見(jiàn)的電路;如PC Power 70%以上、電子鎮(zhèn)流器60%都使用此電路。
3、工作特點(diǎn)
a、兩個(gè)調(diào)整管都是相互交替打開(kāi)的,所以兩組驅(qū)動(dòng)波形相位差要大于180°,因?yàn)橐嬖谝欢ㄋ绤^(qū)時(shí)間。
b、C1=C2、R1=R2。
c、C1、C2主要用來(lái)自動(dòng)平衡每個(gè)調(diào)整管的伏秒值;許多的半橋此處多用高壓鋁電解電容,多炸機(jī)都爆電容,因?yàn)殇X電容存在一個(gè)高頻特性的問(wèn)題。你如果還在用這個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不妨可以試用一下CBB電容。
d、C3主要是濾去影響伏秒平衡的直流分量,也用CBB電容。曾經(jīng)就有一個(gè)朋友就這個(gè)CBB電容的引腳粗細(xì)(即太細(xì)多并幾個(gè)CBB電容,0~30V/0~30A的儀器電源)與我討論過(guò),嘻嘻~~~ 您說(shuō)呢?!
4、變壓器計(jì)算
步驟與前相同(省去)
★ 原邊繞組匝數(shù):Np=Vinmin×Ton/(2×ΔB×Ae)
★ 付邊繞組匝數(shù):N2=(Vo+Vd+Io×R)×2×Np/Vinmin
★ 其它的驗(yàn)證及導(dǎo)線選擇參考《單端正激式》
5、輸出電感計(jì)算
參考《單端正激式》
全橋變換器
1、電路拓?fù)?/strong>圖
2、電路原理
此電路多用于大功率等級(jí)電源中,目前國(guó)內(nèi)許多研究機(jī)構(gòu)都在此電路是做改造,但對(duì)于多數(shù)的電源生產(chǎn)廠商來(lái)說(shuō)此電路成熟的產(chǎn)品市場(chǎng)占有率很低,自身設(shè)計(jì)投入開(kāi)發(fā)成本會(huì)很高。
此電路我只是見(jiàn)過(guò),以及相應(yīng)的芯片組,電源成品只看過(guò)中興通訊的ZXD1200(如果沒(méi)記錯(cuò)的話,好象型號(hào)是這)。反正我沒(méi)有調(diào)試過(guò),希望那個(gè)公司或資本家能夠投入成本,讓我錘煉一下,也好把相應(yīng)的體會(huì)告訴大家。
3、工作特點(diǎn)
a、變壓器利用率也比較高,空載能量可以反饋回電網(wǎng)、電源效率高。
b、穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度足夠快、系統(tǒng)穩(wěn)定、抗高頻干擾能力強(qiáng)。
4、變壓器計(jì)算
步驟與前相同(省去)
★ 原邊繞組匝數(shù):Np=Vinmin×Ton/(ΔB×Ae)
★ 付邊繞組匝數(shù):N2=(Vo+Vd+Io×R)×Ton/(ΔB×Ae)
★ 其它的驗(yàn)證及導(dǎo)線選擇參考《單端正激式》
5、輸出電感設(shè)計(jì)
參考《單端 正激式》