大牛开关电源设计全过程笔记!.docx
《大牛开关电源设计全过程笔记!.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《大牛开关电源设计全过程笔记!.docx(29页珍藏版)》请在优知文库上搜索。
1、Partl概述开关电源的设计是一份非常耗时费力的苦差事,需要不断地修正多个设计变量,直到性能达到设计目标为止。本文step-by-step介绍反激变换器的设计步骤,并以一个6.5W隔离60W)开关电源应用场合,反激变换器(FlybaCkConverter)是最常用的一种拓扑结构(Topology)简单、可靠、低成本、易于实现是反激变换器突出的优点。Part2设计步骤ffl2接下来,参考图2所示的设计步骤,一步一步设计反激变换器Stepl:初始化系统参数一输入电压范围:VinminAC及VinlnaXAC电网频率:fline(国内为50HZ)一输出功率:(等于各路输出功率之和)PO=曦1OUtX
2、+曦2X,刖2+一初步估计变换器效率:(低压输出时,取0.70.75,高压输出时,取0.8-0.85)根据预估效率,估算输入功率:PT7对多路输出,定义KL(n)为第n路输出功率与输出总功率的比值:Klm=(3)1.n)p单路输出时,KL(n)=1(范例)Stepl:初始化系统参数输入电压范围:90265VAC电网频率:fii11e=50Hz输出:(主路)Vmtl=5V,IoutI=IA;辅路)Vout2=15V,Iout2=0,1A则:2=噎/心+嚏XQ2=6预估变换器的效率:11=0.8则:&=8.25犷7KlJ=O.769,Kl2=0231Step2:确定输入电容CbUlkCbUIk的取
3、值与输入功率有关,通常,对于宽输入电压(85265VAC),取23FW;对窄范围输入电压(176265VAC),取luF/W即可,电容充电占空比DCh一般取0.2即可。VE ln_DC每个周期只仃TI时间段内,电同 对CbUik电容充电图3Cbulk电容充放电一般在整流后的最小电压Vinmin_DC处设计反激变换器,可由Cbulk计算Vinmin_DC:JDC = J(0JJ 一 xf(4)(范例)Step2:确定输入电容宽压输入,取23uFW:CbUik取20uF即可,实际设计中可采用15uF+47uF的两个400V高压电解电容并联。贝J:Cblilk=I9.7UFe一一计算整流后最小直流电
4、压:匕b-DCy -匕xQ-i) = 98/ CbMk xflmStep3:确定最大占空比DmaX反激变换器有两种运行模式:电感电流连续模式(CCM)和电感电流断续模式(DCM)。两种模式各有优缺点,相对而言,DCU模式具有更好的开关特性,次级整流二极管零电流关断,因此不存在CCM模式的二极管反向恢复的问题。此外,同功率等级下,由于DCM模式的变压器比CeM模式存储的能量少,故DCM模式的变压器尺寸更小。但是,相比较CCM模式而言,Dal模式使得初级电流的RMS增大,这将会增大UOS管的导通损耗,同时会增加次级输出电容的电流应力。因此,CCM模式常被推荐使用在低压大电流输出的场合,DCU模式常
5、被推荐使用在高压小电流输出的场合。n:iQ图4反激变换器对CCM模式反激变换器而言,输入到输出的电压增益仅仅由占空比决定。而DCM模式反激变换器,输入到输出的电压增益是由占空比和负载条件同时决定的,这使得DCM模式的电路设计变得更复杂。但是,如果我们在DCM模式与CCM模式的临界处(BCM模式)、输入电压最低(Vinmin_DC)、满载条件下,设计DCM模式反激变换器,就可以使问题变得简单化。于是,无论反激变换器工作于CCM模式,还是DCM模式,我们都可以按照CCM模式进行设计。如图4(b)所示,UOS管关断时,输入电压Vin与次级反射电压nVo共同叠加在MOS的DS两端。最大占空比DmaX确
6、定后,反射电压Vor(即nVo)、次级整流二极管承受的最大电压VD以及MOS管承受的最大电压Vdsmax,可由下式得到:Vo=-V.dc(5)xaxV-vD=-vo+vo(6)。尸通过公式(5)(6)(7),可知,Dmax取值越小,Vor越小,进而MOS管的应力越小,然而,次级整流管的电压应力却增大。因此,我们应当在保证MoS管的足够裕量的条件下,尽可能增大Dmax,来降低次级整流管的电压应力。Dmax的取值,应当保证Vdsmax不超过MOS管耐压等级的80机同时,对于峰值电流模式控制的反激变换器,CCM模式条件下,当占空比超过0.5时,会发生次谐波震荡。综合考虑,对于耐压值为700V(NCP
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 开关电源 设计 全过程 笔记