電子產(chǎn)業(yè)一站式賦能平臺(tái)

PCB聯(lián)盟網(wǎng)

搜索
查看: 30|回復(fù): 0
收起左側(cè)

正激式開關(guān)電源

[復(fù)制鏈接]
跳轉(zhuǎn)到指定樓層
樓主
匿名  發(fā)表于 2021-11-18 09:22:00 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
正激式開關(guān)電源和反激式電源最明顯的區(qū)別就是變壓器,在反激式開關(guān)電源中,我們知道變壓器主要起的作用就是儲(chǔ)存能量,類似于一個(gè)電感;而在正激式開關(guān)電源中,變壓器起的是傳輸能量的作用,當(dāng)然反激式和正激式的重要區(qū)別是使用的場(chǎng)合,反激式一般我們使用在20~100W的小功率開關(guān)電源線路中;而正激式開關(guān)電源我們可以使用于50~250W的低壓。大電流開關(guān)電源。
         設(shè)計(jì)一個(gè)正激式開關(guān)電源,就像我們之前說的研發(fā)首先提出需求,然后根據(jù)具體情況來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì),那我們就以一款簡(jiǎn)單的5.5V/20A的來(lái)作為例子說明一下正激式開關(guān)電源的設(shè)計(jì)流程和各個(gè)參數(shù)的計(jì)算。
         簡(jiǎn)易圖紙如下圖所示:


         首先我們要明確電源的一些技術(shù)指標(biāo):輸入電壓:Vin=220V;電壓變化范圍:106~235V;輸入頻率:f=50Hz;輸出電壓:Uo=5.5V;滿載電流:Io=20A;輸出功率Po=110W。
         我們由工作的頻率可以計(jì)算出電源的周期T=1/f=5uS;對(duì)于正激式開關(guān)電源,我們一般占空比的范圍為40%~45%之間,那我們就選擇45%來(lái)計(jì)算,可以得到最大導(dǎo)通時(shí)間Ton(max)=5*0.45=2.25uS。
         接著我們要計(jì)算變壓器的二次繞組輸出電壓和匝數(shù)比,從上圖的簡(jiǎn)易圖我們可以看出在開關(guān)管導(dǎo)通時(shí),變壓器二次繞組電壓U2等于輸出電壓Uo加上電感消耗電壓UL再加上二極管VD1消耗的電壓UF,所以我們可以簡(jiǎn)單的將變壓器二次繞組的輸出最低電壓寫成:U2(min)=(Uo+UL+UF)*T/Ton=(5.5+0.3+0.5)*5/2.25=14V。
         由于正激式變壓器只起到傳輸能量的作用,所以我們可以認(rèn)為一次繞組繞組N1和二次繞組N2的比值等于變壓器的一次繞組電壓U1和二次繞組U2的比值,可以寫成N=U1/U2;根據(jù)我們的上面的輸出電壓范圍在106V~235V之間,我們可以得到U1=200~350V;所以我們可以取U1(min)=200V,所以N=200/14=14.3。
         由N=U1(min)/U2(min)及U2(min)=(Uo+UL+UF)*T/Ton我們可以得到N=U1(min)*D(max)/(Uo+UL+UF);又因?yàn)樽儔浩鞯囊淮卫@組匝數(shù)N1和磁通密度之間存在以下關(guān)系:N1>=(U1(min)*Ton(max)*10000)/(Bm*S);根據(jù)輸出功率與磁芯尺寸之間的關(guān)系,我們選擇EI-28磁芯;其有效橫截面積S=85平方毫米;磁通密度在100°C下時(shí)Bm=3000高斯,但是因?yàn)槲覀冊(cè)O(shè)計(jì)的電源是正激式,屬于單向激勵(lì),所以要預(yù)留磁復(fù)位的余量,所以我們?nèi)m=2000高斯。
         將數(shù)據(jù)代入上式中,我們可以得到N1=26.5,我們?nèi)?7匝,根據(jù)N2=N1/N得到N2=2匝;。
         再根據(jù)計(jì)算出來(lái)的匝數(shù),我們可以得到準(zhǔn)確占空比D(max)=(Uo+UL+UF)*N/U1(min)=(5.5+0.5+0.3)*13.5/200=42.5%;也就是說變壓器的一次繞組N1=27,二次繞組N2=2;電源最大占空比D(max)=0.425;開關(guān)管最大導(dǎo)通時(shí)間Ton(max)=2.1uS;二次繞組輸最低電壓U2(min)=14.8V。
         接下來(lái)就要計(jì)算輸出電感L1電感量L=[【U2(min)-(UF+Uo)】*Ton(max)]/IL;因?yàn)檩敵鲭娏鱅o=20A;一般我們選擇的流過電感的電流IL為輸出電流Io的10%~30%;我們?nèi)≈虚g值20%,那么流過電感的電流IL=0.2*20=4A;將4A代入上式,可以算出電感量L=(14.8-0.5-5.5)*2.1/4=4.6uH。
回復(fù)

使用道具

發(fā)表回復(fù)

本版積分規(guī)則


聯(lián)系客服 關(guān)注微信 下載APP 返回頂部 返回列表