反激电源变压器的参数设计
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由于电感和变压器的初级电感并联,为了直观把电感合二为一,并且调整变压器的同名端得到下图;
上面的电路图便是最基本的反激式开关电路图了,由于变压器在开关管导通时储存能量,断开时通过次级绕组释放能量,变压器的实质是耦合电感,耦合电感不仅承担输入与输出的电气隔离,而且实现了电压的变换,而不仅仅是通过改变占空比来实现。
由于此耦合电感并非理想器件,所以存在漏感,而实际线路中也会存在杂散电感。当MOS关断时,漏感和杂散电感中的能量会
在MOS的漏极产生很高的电压尖峰,从而会导致器件的损坏。故而,我们必须对漏感能量进行处理,最常见的就是增加一个RCD吸收电路。用C来暂存漏感能量,用R来耗散之。
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二极管的反向恢复电流理想的二极管在承受反向电压时截止,不会有反向电流通过。而实际二极管正向导通时,PN结内的电
荷被积累,当二极管承受反向电压时,PN结内积累的电荷将释放并形成一个反向恢复电流,它恢复到零点的时间与结电容等因
素有关。反向恢复电流在变压器漏感和其他分布参数的影响下将产生较强烈的高频衰减振荡。因此,输出整流二极管的反向恢复噪声也成为开关电源中一个主要的干扰源。可以通过在二极管两端并联RC缓冲器,以抑制其反向恢复噪声,碳化硅材料的
肖特基二极管,恢复电流极小。
形成原因
二极管在接反向电压的时候,在两边的空穴和电子是不接触的,没有电流流过,但是同时形成了一个等效电容(因为两边带电么,而且这个值又不为零),如果这个时候改变两边的电压方向,自然有一个充电的过程,这个时间就是了。
由输出整流二极管产生的干扰在输出整流二极管截止时,有一个反向电流,它恢复到零点的时间与结电容等因素有关。其中能将反向电流迅速恢复到零点的二级管称为硬恢复特性二极管,这种二极管在变压器漏感和其它分布参数的影响下,将产生较强的高频干扰,其频率可达几十MHz。
反向恢复过程短的二极管称为快恢复二极管(Fast Recovery Diode)。高频化的电力电子电路要求快恢复二极管的反向恢复时间
短,反向恢复电荷少,并具有软恢复特性。
所有的PN结二极管,在传导正向电流时,都将以少子的形式储存电荷。少子注入是电导调制的机理,它导致正向压降(VF)的降低,从这个意义上讲,它是有利的。但是当在导通的二极管上加反向电压后,由于导通时在基区存贮有大量少数载流子,故到截止时要把这些少数载流子完全抽出或是中和掉是需要一定时间的,即反向阻断能力的恢复需要经过一段时间,这个过程就是反向恢复过程,发生这一过程所用的时间定义为反向恢复时间trr
反激电源变压器的参数设计
对于反激电源而言,需要输入指标,输出指标,有些是客户直接给的,有的则要我们认为的选择。参数主要包括:输入交流电
压范围,输出电压,输出电流,效率,开关频率等;
RMS:含义是均方根?待验证!
Ip2 Ip2
Ipl
Ip2
【pl
Ion
T
cm
cc\t
时变压器初级电流波形。那么可以知道平均电流为:
l avg =(l pl + l p2)丸0 nmax /(2 T)=(l pi +l p2)>D max
/2
P
out
n =V
min >l
avg =V
inmin >(l
p1+l
p2)>D max /2
l pl + l p2=2>P out /(V inmin >n>m D x )
对于DCM 模式而言,l pi =0,对于CCM 模式而言,有两个未知数,
选择l p2=2〜3>l pl ,不要让l p2与l p1过于接近。那样电流的斜率不够, 容易产生振荡。
根据:
L p =(V inmin >D max )/(f s >(l p2-l p1 )),其中,f s 是开关频率。
三。选择磁芯
磁芯的选择方式有很多种,有些公司会给出一些图表用于选择合适的磁芯。但大多数公司的数据和图表并不完整。所以,很多 AP 法是最常用的用来选择磁芯的一个公式,
AP 二 AwAe 二
绕组结构等。比如挡墙胶带会占去一部分空间,而如果磁芯是矮型的,那么挡墙所占部分肯可能就占很大比例了,这时候,磁
其中,L 单位为H , l p 为峰值电流,单位为 A , AB 是磁感应强度变化量,单位为
T , K 0是窗口利用率,取0.2〜0.4,具体要看
(V inmin /L p )T onmax =l p2-l p1, 可以得到:
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时候,我们需要先选择一个合适的磁芯,然后在这个基础上进行优化。
对于如图所示的两种工作模式,图中所示,是最低输入电压 V inmin 计算出I p2与I p1后,我们就可以算出变压器初级电感量的值了。 |p1、I p2。那么该怎么办呢?这里有个经验性的选择了。一般
DCM
Ipl
假如输出功率是P out ,效率为n 那么
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