反激开关电源设计的几个难点

振荡频率为原来的一半, 如图增加电容470pF,频 率为16.7MHz,约为原来一 半。此时C=3Cc,振荡的 主体由LL Cc转到LL C
f= 1 2π LL(C +Cc)
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次级吸收电路的试验设计方法
选择 R ≥ 1 = 20Ω
2。共模主要是个电压现象 是快速改变的电压通过 寄生电容产生位移电流
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差模和共模干扰的传导路径
静点 动点
动点 静点
Y电容必须跨 接在初次级的 静点
静点
动点是能看到高压开关信号的点,动点的电位在一个 开关周期内迅速改变
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Iopto = 1+ sR1C Vo sR1RbC
电路仍有一个原点极 点和一个零点,如果 R1>>R,零点主要有 R1C来决定,电路依 然稳定
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控制环路中431的分析(3)
传递函数如下:
增加的零点
Iopto = (1+ sR1C) *[1+ s(Rz + Rb)Cz]
di = udt l
B = LI N * Ae
设计的最大磁通密 度过高,在高压时 由于di很大,可能 引起启动或负载动 态时变压器饱和, 电感量越小时越严 重
前沿消隐
关断延迟
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IC前沿消隐和关断延迟对设计的影响 (IC最小占空比)
2πfC
则振荡是阻尼的,此电 路中选择R=33,可以 看到振荡完全消除
R的功率 PR ≥ CV 2
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初级吸收电路的试验设计方法 (所有测试在220V进行)
D1用UF4005时的D-S电压波形
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初级吸收电路的试验设计方法
在最高输入电压,最大过载点测试Vds的最大值,此值要 小于MOS的额定电压值,并保留至少50V裕量以适应器件 参数的变化
如果测试Vds的最大值远小于管子耐压,可以适当增加R1 、减小C1来提高效率
如果测试Vds的最大值接近管子耐压,由于一般设计R1C1 的时间常数远大于管子关断周期,减小R1对反压并没有实 质性的影响,换用速度慢一些的整流管效果比较好,它可 把更多的能量从嵌位电路抽走送到次级。
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初级吸收电路的试验设计方法
C1的电压和D1的电流 C1的最大电压为225V
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Vds和D1的电流
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初级吸收电路的试验设计方法
在最大过载点测量Vds, 图中 为575V
输出短路时直接开机,测量 Vds,图中为525V
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控制环路中431的分析(1)
Iopto = 1+ sRC Vo sR1RbC
电路有一个原点极点 和一个零点
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Iopto = 1 Vo sR1RbC
Vds和D1的电
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初级吸收电路的试验设计方法
在最大过载点测量Vds, 图中 为537.5V<575V
输出短路时直接开机,测点 Vds,图中为483V<525V
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共模干扰的传导路径之一 初级到次级的耦合
变压器初、次级 的电容
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驱动电压为漏极节点 次级与地的电容
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共模干扰的传导路径之二 次级到初级的耦合
30uH±20%。
4. 如果线经小于趋附深度,将基本没有高频损耗
这是一个十分错误的概念,当这样做时次级需要很多层,临近效应十分严重,正确 的做法是用相当粗的线尽量在一层饶下。
5. 层间绝缘和真空浸漆
尽量在层间(如初级2层间加绝缘)加一层绝缘,防止高温时层间短路发生;真空 浸漆会增加层间杂散电容,使电源效率降低,待机功耗增加。
驱动电压为整流管节点
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变压器初、次级 的电容
次级与地的电容
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共模干扰的传导路径之三 初级直接耦合
驱动电压为漏极节点
初级到磁心,磁心 初级到地的
到地的耦合
直接耦合
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反激开关电源设计的几个实际问题
PI公司高级应用工程师 郭春明
目录
1)次级吸收电路的试验设计方法 2)初级吸收电路的试验设计方法 3)IC前沿消隐时间和关断延时对电源设计的影响 4)关于变压器的几个问题 5)控制环路中431的分析 6)差模和共模干扰的传导路径
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次级吸收电路的试验设计方法
等效电路
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整流管不加RC,在合适 的高压下测量D两端原始 振荡频率。此设计中为 33.3MHz
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次级吸收电路的试验设计方法
在整流管两端并联电容C ,适当调整C的值,直到
静点只能看到很少的开关信号,静点的电位在一个周 期内相对恒定
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差模干扰的传导路径
开关电流在ESR上形成电压,此电压推动L、N之间形成 差模电流,X电容对此电流形成分流作用,差模电感增加 了此回路的阻抗,减少了电流
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Slide# 30
跟上面比较少了一个零点,由于 此零点频率低,通常在控制环之 内,所以至少少了45度,电路可 能不稳定,但这种用法大量使用 而不会产生稳定问题
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控制环路中431的分析(2)
Iopto = 1+ s(R + R1)C
Vo
sR1RbC
电路有一个原点极点 和一个零点
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Vo
sR1RbC *(1+ sRzCz)
增加的极点
Rb、Rz、Cz形成一个零点和一个极 点,把零点放在交越频率处可提高 45度相位,极点放在10倍交越频率 处衰减高频增益和干扰
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Slide# 20
差模和共模干扰的传导路径
1。差模主要是个电流现象 是开关电流的快速变化 在高压电解的ESR,ESL 上形成的电压来驱动的
1N4007对反压的降低效果更明显,但如果功率>10W,不 建议用1N4007,因为反压太低会降低初次级电流的换流 速度,其本身损耗也很大,降低效率。
综合考虑,快速管是最好的选择,如FR系列
如果由于结构原因漏感很大,TVS是最后的选择
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初级吸收电路的试验设计方法
D1用FR107时的D-S电压波形
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初级吸收电路的试验设计方法
C1的电压和D1的电流 C1的最大电压为195V
蓝色为次级电流,此值很大
如果在整流管前面短路,不 要指望会保护你的电源
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关于变压器的几个问题
1. 窗口面积
只有很多路输出时才值得考虑,一般变压器设计无需考虑此项,因为开关频率高, 匝数很少,如果为了这个参数非要增加层数,会引起很大的临近效应,增加了损耗 ,窗口面积是个线性电源设计中需要考虑的因素。
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IC前沿消隐和关断延迟对设计的影响 (前沿消隐)
前沿消隐
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关断延迟
加R2、C2时会使开 通尖峰加高、加宽 ,有可能提前触发 限流点而不能带载
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IC前沿消隐和关断延迟对设计的影响
(关断延迟) 限流点
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共模干扰的传导路径之四 初级到交流输入端的耦合
漏极直接耦合到输 入端
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分布电流从次级通过Y电容回到初级 没有Y电容时由于两个耦合电容不一样 ,共模电流会转变成差模
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反激式开关电源的优点和缺点之欧阳主创编

反激式开关电源的优点和缺点之欧阳主创编

反激式开关电源的优点和缺点1 反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。

反激式开关电源在控制开关接通期间不向负载提供功率输出,仅在控制开关关断期间才把存储能量转化为反电动势向负载提供输出,但控制开关的占空比为 0.5时,变压器次级线圈输出的电压的平均值约等于电压最大值的的二分之一,而流过负载的电流正好等于变压器次级线圈最大电流的四分之一。

即电压脉动系数等于2,电流脉动系数等于4。

反激式开关电源的电压脉动系数,和正激式开关电源的脉动系数基本相同,但是电流的脉动系数是正激式开关电源的电流脉动系数的两倍。

由此可知,反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。

特别是,反激式开关电源使用的时候,为了防止电源开关管过压击,起占空比一般都小于0.5,此时,流过变压器次级线圈的电流会出现断续,电压和电流的脉动系数都会增加,其电压和电流的输出特性将会变得更差。

2 反激式开关电源的较差。

由于反激式开关电源仅在开关关断期间才向负载提供能量输出,当负载电流出现变化时,开关电源不能立即对输出电压或电流产生反应,而需要等到下一个周期事,通过输出电压取样和调宽控制电路的作用,开关电源才开始对已经过去了的事情进行反应,即改变占空比,因此,反激式开关电源的较差。

有时,当负载电流变化的频率和相位与取样、调宽控制电路输出的电压的延时特性在相位保持一致的时候,反激式开关电源输出电压可能会产生抖动,这种情况在电视机的开关电源中最容易出现。

3 反激式开关电源变压器初级和次级线圈的漏感都比较大,开关电源变压器的工作效率低。

反激式开关电源变压器的铁芯一般需要留一定的气隙,一方面是为了防止变压器的铁芯因流过变压器的初级线圈的电流过大,容易产生磁饱和。

另一方面是因为变压器的输出功率小,需要通过调整电压器的气隙和初级线圈的匝数,来调整变压器初级线圈的电感量的大小。

因此,反激式开关电源变压器初级和次级线圈的漏感都比较大,从而会降低开关电源变压器的工作效率,并且漏感还会产生反电动势,容易把开关管击穿。

反激开关电源设计的几个难点(反激开关电源设计的几个实际问题)

反激开关电源设计的几个难点(反激开关电源设计的几个实际问题)

漏极直接耦合到输 入端
分布电流从次级通过Y电容回到初级 没有Y电容时由于两个耦合电容不一样 ,共模电流会转变成差模
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谢谢!
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IC前沿消隐和关断延迟对设计的影响 (IC最小占空比)
短路电解电容 的漏极电压电 流波形。
最小占空比由 前沿消隐和关 断延迟时间组 成,如果此值太 大,将不能有 效保护MOS
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IC前沿消隐和关断延迟对设计的影响
黄色为C1电压,大约为290V,由 于初级电流很大,有更多的能量冲 入C1,D-S总电压也有可能过高
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蓝色为次级电流,此值很大 如果在整流管前面短路,不 要指望会保护你的电源
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关于变压器的几个问题
1. 窗口面积
IC前沿消隐和关断延迟对设计的影响 (关断延迟) 限流点
udt di = l LI B= N * Ae
设计的最大磁通密 度过高,在高压时 由于di很大,可能 引起启动或负载动 态时变压器饱和, 电感量越小时越严 重 前沿消隐
关断延迟
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D1用FR107时的D-S电压波形
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反激式开关电源(flyback)环路设计基础

反激式开关电源(flyback)环路设计基础

反激式开关电源(flyback)是一种常见的电源结构,广泛应用于电子设备中。

它具有结构简单、成本低廉、效率高等优点,在消费电子、工业控制和通信设备等领域被广泛应用。

本文旨在介绍反激式开关电源环路设计的基础知识,包括工作原理、设计步骤和注意事项。

一、反激式开关电源的工作原理1.1 反激式开关电源的基本结构反激式开关电源由输入滤波器、整流桥、高频变压器、功率开关器件、输出整流滤波器、控制电路等组成。

其中,高频变压器是反激式开关电源的关键部件,通过变压器实现输入电压的隔离和变换,功率开关器件则控制变压器的工作状态,实现电源的调节和稳定输出。

1.2 反激式开关电源的工作原理反激式开关电源通过功率开关器件周期性地将输入电压斩波,将输入电能存储在变压器的磁场中,然后再将其转换为输出电压。

在工作周期的后半段,存储的能量释放到输出负载上,从而实现对输出电压的调节。

通过控制功率开关器件的导通时间和断态时间,可以实现对输出电压的调节和稳定。

二、反激式开关电源环路设计的基础知识2.1 反激式开关电源的设计步骤(1)确定电源的输入输出参数:包括输入电压范围、输出电压、输出电流、负载调整范围等;(2)选择功率开关器件和高频变压器:根据电源的输入输出参数和工作频率选择合适的功率开关器件和高频变压器;(3)设计反激式开关电源的控制电路:根据所选的功率开关器件和高频变压器设计相应的控制电路,包括PWM控制电路、电源启动电路等;(4)设计输入输出滤波器和保护电路:设计输入输出滤波器,保证电源的输入输出稳定和干净,设计过压、过流、过温等保护电路,保证电源的安全稳定工作。

2.2 反激式开关电源环路设计的注意事项(1)磁性元件的设计:高频变压器和输出感应元件的设计是整个反激式开关电源设计的关键,应合理设计磁芯、线圈匝数等参数,保证磁性元件承载功率、效率和体积的平衡;(2)功率开关器件的选择和驱动:应选择合适的功率开关器件,并设计合理的驱动电路,保证功率开关器件的可靠工作和转换效率;(3)控制电路的设计:应根据功率开关器件的工作特性和工作频率设计合适的PWM控制电路和反馈控制电路,保证电源的稳定可调;(4)输入输出滤波器和保护电路的设计:应合理设计输入输出滤波器和保护电路,保证电源的输入输出稳定和安全可靠。

开关电源中的几个难点问题

开关电源中的几个难点问题

开关电源中的几个难点问题张兴柱博士(2008年10月完成)世纪电源网1…. 问题清单01:开关电源的带宽是不是越高越好? 02:为什么PFC 的带宽要控制在10~20Hz ?03:用UC3842~45控制的开关电源,其限流点为什么会随输入电压变化? 04:开关电源的带容性负载能力是不是越大越好 ?05:在峰值电流控制中,当占空比大于0.5时,为什么要加斜波补偿电路? 06:两个完全稳定的开关电源,组成系统时,为什么会产生振荡? 07: MOSFET 并联时为什么经常出现炸机现象 ? 08:开关电源中的拍频现象是怎么产生的 ?如何克服?09:为什么开关电源中的干扰会对电源会产生致命的影响 ?10: 为什么开关电源中的电性能,热性能和EMI 性能是互相关联的? 11: 为什么高频功率变压器对电源的性能有非常大的影响 ?12: MOSFET 的最大占空比应如何设计,才能获得最佳的电源性能? 13: 如何才能保证大占空比下的隔离驱动电路绝对可靠 ? 14: 大占空比下电流取样电路的去磁如何实现 ?15: 同步整流驱动对开关电源的效率是怎么影响的 ? 16: ………………….2因报告时间所限,本次只给大家介绍清单中的前面六个问题它们可归结为开关电源动态方面的难点问题3问题一:开关电源的带宽是不是越高越好?41):两种常见控制的开关电源框图(1):峰值电流型控制i g(t) i o(t )v g(t)SN p TN sDLCv o(t)Rf1d ( t )V ref 1 v sZ2 Z1 v f (t)v c1(t) Rf2V refOC11 / 3v c (t )5(2):电压型控制i g (t )i o (t )v g (t )STLv o (t )N pN sDC Rf1d ( t )V ref 1v sZ2Z1v f (t )1 / 3OC1v c 1(t )V refRf2SeV m / T sv c (t )62):开关电源带宽的定义(1):开关电源的小信号传递函数方块图i ˆgi ˆov ˆgv ˆo = G 2vc ⋅ v ˆc + G 2vg ⋅ v ˆg Z 2out ⋅ i ˆov ˆoi ˆg = G 2ic (g ) ⋅v ˆc + G 2ig ( g ) ⋅ v ˆg + G 2ii (g ) ⋅i ˆoH去耦条件:v ˆ cH v ˆ ov ˆref =0R f 1 + R f 2 // Z 1 >> Z 2outK D H ocv ˆc 1G c ( s )H v ˆ oR f 1 // R f 2 << Z 17(2):开关电源的小信号闭环环增益T (s) = H ⋅ H oc ⋅ K D ⋅ G2vc(s) ⋅ G c(s)(3):开关电源闭环小信号等效电路iˆgiˆoG ii ( g ) c ⋅ iˆo Z out cvˆg vˆoG vg ⋅ vˆgZ in c电源模快的闭环小信号输入阻抗其中:Z in c = 1G ig ( g ) cZ out c电源模块的闭环小信号输出阻抗G vg c电源模块的闭环小信号电压音频隔离度G ii( g ) c电源模块的闭环小信号电流音频隔离度83):开关电源带宽的高低对开关电源的影响(1):从开关电源的稳定性看,带宽越低,电源越容易稳定:--- 对PCB布板要求降低;--- 补偿电路的抗高频干扰能力增强;--- 相位裕量增加;(2):从开关电源的动态指标看,带宽越高,电源的动态性能越好;--- 可提高对输入低频纹波的抑制能力;--- 可提高对输出负载电流变化的抑制能力;(3):在满足同样动态指标时,带宽高的开关电源,会有更高的功率密度和更低的成本:--- 带宽越高,其低频处的闭环音频隔离度就越小,输出端的低频率纹波就越小,在输出纹波一样时,输入端的滤波电容就越小;同样的道理在负载跳变所引起的输出电压变化一样时,输出端的滤波电容就越小;(4):提升开关电源的带宽,对开关电源的性价比非常有利,但受许多因素牵制:--- 开发人员的水平;--- 合理的总体方案;--- PCB布板要求的提高等等.114):开关电源的带宽是不是越高越好?答案:是因为只有不断提高开关电源的带宽,才能保证你的开关电源产品更有竞争力,才能更好地满足客户的要求.12问题二:为什么PFC的带宽要控制在10~20Hz?131):传统PFC的实现框图Vo VinPWM及驱动电压取样R电流环三角波输入电压波形取样输入前馈BCABCA电压环基准UC 3854控制简图通过一个乘法器和电压环实现输出的稳压,正弦的电流环基准,及输入的前馈;用快速的电流环实现输入电流的正弦和单位功率因数。

反激式开关电源电路设计

反激式开关电源电路设计

反激式开关电源电路设计一、反激式开关电源的基本原理1.输入滤波电路:用于对输入电压进行滤波,消除噪声和干扰。

2.整流电路:将输入交流电压转换为直流电压。

3.开关变压器:通过变压器实现电压的升降。

4.开关管:通过快速开关控制电源的输出。

5.输出滤波电路:对输出电压进行滤波,减小纹波。

二、反激式开关电源的设计步骤1.确定需求:首先需要确定设计要求,包括输出电压和电流、负载稳定性要求、效率要求等。

2.选择开关管和变压器:根据需求选择合适的开关管和变压器,考虑其最大工作电流和功率损耗。

3.转换频率的选择:根据应用的具体要求,选择合适的转换频率。

较高的频率可以减小变压器的尺寸,但也会增加开关管的功耗。

4.控制电路设计:设计开关管的控制电路,包括驱动电路和保护电路,确保开关管的正常工作和保护电路的可靠性。

5.输出滤波电路设计:设计输出滤波电路,用于滤除输出电压中的高频噪声和纹波,提高稳定性和负载能力。

6.开关电路设计:设计开关电路,确保开关管的快速开关和可靠性。

7.其他辅助电路设计:如过温保护电路、过流保护电路等。

8.电路板布局和布线:根据电路设计和要求进行电路板布局和布线,提高电路的可靠性和稳定性。

9.电路仿真和调试:使用仿真软件对设计的电路进行仿真分析,并进行实际的电路调试,确保电路的可靠性和稳定性。

三、反激式开关电源设计的注意事项1.高效率设计:选择合适的元件和电路设计,减小功率损耗,提高电源的整体效率。

2.稳定性设计:考虑负载稳定性的要求,选择合适的控制策略和滤波电路,提高电源的稳定性和负载能力。

3.保护设计:考虑过温、过流、短路等保护功能的设计,保护电源和负载器件的安全。

4.电磁兼容设计:反激式开关电源中产生的高频噪声易对其他电子设备产生干扰,需要采取适当的电磁屏蔽和滤波措施。

5.安全性设计:合理设置安全保护电路和安全措施,确保电源在故障情况下能够及时切断电源,保护用户的安全。

通过以上步骤和注意事项,可以设计出一台高效、稳定、安全的反激式开关电源,满足不同应用领域的需求。

反激式开关电源设计的思考(4)

反激式开关电源设计的思考(4)

反激式开关电源设计的思考四-反激式开关电源设计应遵循的规则由于反激式开关电源的特殊性,在设计时要特别考虑的问题就多一些,归纳起来有如下几点:一、任何时刻开关管上所承受的电压都要低于它所能够承受的最大电压,并且要有足够的安全裕量;以此为出发点,就确定了变压器的变化;Ucemax = Uinmax + N·Uo + Upk + Uy式中:Ucemax-开关管所能承受的最大电压N-变比初级匝数Np / 次级匝数NsUin-直流输入电压最大值Uo-输出电压Upk-漏感所产生的电压Uy-电压裕量此式很重要一点,就是确定了变比N,变比一确定一系列问题就确定下来;比如:反射电压:VoR =N·Vo;占空比: D = VoR /( Vin +VoR);导通时间:Ton = D·T变比一定要选择合适,以使电路达到优化;若使用双极型晶体管对其基电极的控制很重要,因为它影响着Vcemax 的大小:Vces>Vcer>Vceo;在ce间承受最高电压时最好保证be结短接或者反偏,此时晶体管就可承受较高的反偏电压.二、任何时刻都应保证磁芯不饱和;由于反激式开关变压器的特殊性,磁芯饱和问题在反激式变换器的设计中尤为重要。

一旦磁芯饱和,开关管瞬间就会损坏。

为防止磁芯饱和反激式开关变压器磁芯一般都留气隙,显著扩大磁场强度的范围,但仅靠气隙并不能完全解决磁芯饱和的问题,由磁感应定律很容易得出:由(1)式知:磁感应强度与输入电压和导通时间有关。

在输入电压一定时,由反馈电路保证Ton的合适值。

在工作过程中,根据磁饱和的形式分两种情况:一种是:一次性饱和:当反馈环路突然失控时,在一个周期内导通一直持续,直到过大的Ip使磁芯饱和而使开关管立即损坏;另一种是:逐次积累式饱和:磁芯每个周期都有置位与复位动作,反激式开关电源磁芯置位是由初级绕组来实现,磁芯复位是由次级绕组和输出电路来实现。

当电路等设计不当时,每次磁芯不能完全复位,一次次的积累,在若干周期内磁芯饱和。

开关电源设计重难点问题剖析

开关电源设计重难点问题剖析很多未使用过开关电源设计的工程师会对它产生一定的畏惧心理,比如担心开关电源的EMI问题、PCB layout问题、元器件的参数和类型选择问题等。

其实只要了解了,使用开关电源设计还是非常方便的。

一个开关电源一般包含有开关电源控制器和输出两部分,有些控制器会将MOSFET集成到芯片中去,这样使用就更简单了,也简化了PCB设计,但是设计的灵活性就减少了一些。

开关控制器基本上就是一个闭环的反馈控制系统,所以一般都会有一个反馈输出电压的采样电路以及反馈环的控制电路。

因此这部分的设计在于保证精确的采样电路,还有来控制反馈深度,因为如果反馈环响应过慢的话,对瞬态响应能力是会有很大影响。

输出部分设计包含了输出电容,输出电感以及MOSFET等等,这些器件的选择基本上就是要满足性能和成本的平衡,比如高的开关频率就可以使用小的电感值(意味着小的封装和便宜的成本),但是高的开关频率会增加干扰和对MOSFET的开关损耗,从而效率降低。

低的开关频率带来的结果则是相反的。

对于输出电容的ESR和MOSFET的Rds_on参数选择也是非常关键的,小的ESR可以减小输出纹波,但是电容成本会增加,好的电容会贵嘛。

开关电源控制器驱动能力也要注意,过多的MOSFET是不能被良好驱动的。

一般来说,开关电源控制器的供应商会提供具体的计算公式和使用方案供工程师借鉴的。

如何调试开关电源电路?(1)电源电路的输出通过低阻值大功率电阻接到板内,这样在不焊电阻的情况下可以先做到电源电路的先调试,避开后面电路的影响。

(2)一般来说开关控制器是闭环系统,如果输出恶化的情况超过了闭环可以控制的范围,开关电源就会工作不正常,所以这种情况就需要认真检查反馈和采样电路。

特别是如果采用了大ESR值的输出电容,会产生很多的电源纹波,这也会影响开关电源的工作的。

为什么要接地?接地技术的引入最初是为了防止电力或电子等设备遭雷击而采取的保护性措施,目的是把雷电产生的雷击电流通过避雷针引入到大地,从而起到保护建筑物的作用。

反激式开关电源的优点和缺点

反激式开关电源的优点和缺点1 反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。

反激式开关电源在控制开关接通期间不向负载提供功率输出,仅在控制开关关断期间才把存储能量转化为反电动势向负载提供输出,但控制开关的占空比为0.5时,变压器次级线圈输出的电压的平均值约等于电压最大值的的二分之一,而流过负载的电流正好等于变压器次级线圈最大电流的四分之一。

即电压脉动系数等于2,电流脉动系数等于4。

反激式开关电源的电压脉动系数,和正激式开关电源的脉动系数基本相同,但是电流的脉动系数是正激式开关电源的电流脉动系数的两倍。

由此可知,反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。

特别是,反激式开关电源使用的时候,为了防止电源开关管过压击,起占空比一般都小于0.5,此时,流过变压器次级线圈的电流会出现断续,电压和电流的脉动系数都会增加,其电压和电流的输出特性将会变得更差。

2 反激式开关电源的瞬态控制特性相对来说比较差。

由于反激式开关电源仅在开关关断期间才向负载提供能量输出,当负载电流出现变化时,开关电源不能立即对输出电压或电流产生反应,而需要等到下一个周期事,通过输出电压取样和调宽控制电路的作用,开关电源才开始对已经过去了的事情进行反应,即改变占空比,因此,反激式开关电源的瞬态控制特性相对来说比较差。

有时,当负载电流变化的频率和相位与取样、调宽控制电路输出的电压的延时特性在相位保持一致的时候,反激式开关电源输出电压可能会产生抖动,这种情况在电视机的开关电源中最容易出现。

3 反激式开关电源变压器初级和次级线圈的漏感都比较大,开关电源变压器的工作效率低。

反激式开关电源变压器的铁芯一般需要留一定的气隙,一方面是为了防止变压器的铁芯因流过变压器的初级线圈的电流过大,容易产生磁饱和。

另一方面是因为变压器的输出功率小,需要通过调整电压器的气隙和初级线圈的匝数,来调整变压器初级线圈的电感量的大小。

因此,反激式开关电源变压器初级和次级线圈的漏感都比较大,从而会降低开关电源变压器的工作效率,并且漏感还会产生反电动势,容易把开关管击穿。

反激式正激式推挽式半桥式全桥式开关电源优缺点

反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式开关电源优缺点反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式开关电源的优点和缺点最近查了很多关于开关电源的资料,现在总结如下,以便日后的查阅,呵呵。

由于博文有字数的限制故分两部分发表,本文为第一部分为了表征各种电压或电流波形的好坏,一般都是拿电压或电流的幅值、平均值、有效值、一次谐波等参量互相进行比较。

在开关电源之中,电压或电流的幅值和平均值最直观,因此,我们用电压或电流的幅值与其平均值之比,称为脉动系数S ;也有人用电压或电流的有效值与其平均值之比,称为波形系数K 。

因此,电压和电流的脉动系数Sv 、Si 以及波形系数Kv 、Ki 分别表示为:Sv = Up/Ua ——电压脉动系数(1-84 )Si = Im/Ia ——电流脉动系数(1-85 )Kv =Ud/Ua ——电压波形系数(1-86 )Ki = Id/Ia ——电流波形系数(1-87 )上面4 式中,Sv 、Si 、Kv 、Ki 分别表示:电压和电流的脉动系数S ,和电压和电流的波形系数K ,在一般可以分清楚的情况下一般都只写字母大写S 或K 。

脉动系数S 和波形系数K 都是表征电压或者电流好坏的指标,S 和K 的值,显然是越小越好。

S 和K 的值越小,表示输出电压和电流越稳定,电压和电流的纹波也越小。

反激式开关电源的优点和缺点1 反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。

反激式开关电源在控制开关接通期间不向负载提供功率输出,仅在控制开关关断期间才把存储能量转化为反电动势向负载提供输出,但控制开关的占空比为0.5 时,变压器次级线圈输出的电压的平均值约等于电压最大值的的二分之一,而流过负载的电流正好等于变压器次级线圈最大电流的四分之一。

即电压脉动系数等于2 ,电流脉动系数等于4 。

反激式开关电源的电压脉动系数,和正激式开关电源的脉动系数基本相同,但是电流的脉动系数是正激式开关电源的电流脉动系数的两倍。

开关电源设计开发存在的问题

开关电源设计开发存在的问题开关电源设计开发存在的问题一、电磁干扰问题:在之前的几篇文章有相关介绍了,在此不重复。

二、效率与功率因数问题:开关电源的特点是轻、小、高效率、高功率密度。

开关电源的外形可以短、薄。

最近有人在研究变压器折叠式绕组,其目的是提高功率密度,实现特定要求,满足各种需要。

开关电源效率较高时,损耗就很低,只有这样的开关电源才具有高功率密度。

高效率是由多种因素决定的,最主要的因素是安全。

只有彻底掌握开关电源的理论知识,具有丰富的工作经验,对开关电源进行精心设计、认真实验,并借助于优化设计和仿真设计,才能制造出优质的、高品位的开关电源。

一般开关电源的滤波电路是由单电容和电感组成的,由此引发出开关电源功率因数低的问题,原因是只有在正弦交流电压的瞬时值高于直流电压时,电网电压才对滤波电容充电,充电时间短,充电电流是尖峰状,偏离了正弦波。

有源功率因数校正器以反激式为基本电路,采用双环控制调节占空比使电路输出电压稳定,使输入电流紧随输入电压变化,功率因数达到或接近1的水平,效果非常明显。

随着开关电源的新技术不断取得进步,现在开关电源已经取得晶闸管整流电源,作为基础电源的48V、24V直流电源给电信通信系统带来了极大的经济效益和社会效益。

电信通信系统容量大,一般为几千安甚至上万安培的电流,而且机房无人值守。

这种大容量电源一般由几十个千瓦级别的开关电源模块并联才能满足要求,而且每个电源模块必须向控制系统提供电压、电流、温度、工作状态(运行、故障、均流)等方面的信息。

不但如此,每个电源模块还必须能够接收控制系统的遥控指令,这就是所说的智能化高可靠性开关电源模块,这些电源模块还必须具有高功率因数。

三、器件原材料问题:目前,市场上常用的电源控制IC集成电路有很多,品种也不上,但IC的集成度不算高,器件的技术参数分散性比较大,同一个工厂生产的IC它的技术参数相差5%至10%。

能否将有源功率调整、脉宽调制、各种保护、监测、控制集于一体,将振荡变压器、二次整流滤波集于一体;能否将铁氧体磁心变压器实现纳米化平面变压器等等。

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