第8章-反激式电源原理设计资料优秀PPT.ppt

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1、反激式变换电路n其主要特点是：n 电路简洁、能够供应多路数出；但其纹波很大、必需在电路上加一LC滤波。n反激式电源一般用在手机充电器、笔记本适配器及手持式电动玩具中，也就是说大部分在150W以内的电源中广泛应用。n其原理图见下图：原理图输入部分电路图输入部分的组成n输入部分主要由下列几部分组成：1）保险丝F1（3A/250V）、热敏电阻N1（5D-9）、压敏电阻ZN1（7D471K）、共模电感L1（22mH/2A）、整流二极管BD1BD4（1N5399）和C6（47U/400V）组成。n主要示意图见上图反激拓扑输入电路设计说明n输入整流器：n 在选择整流器是应留意下面一些重要参数：n1）最大正

2、向整流电流：它主要由输出功率确定，所以整流二极管的稳态电流容量至少应是计算值的2倍。n2）峰值反向截止电压：由于整流器处在高电压的环境中，它必需有较高的反向截止电压，一般应为600V以上。n3）能承受较高的浪涌电流实力：浪涌电流是由开关管导通时的峰值电流所产生的。反激拓扑输入电路设计0 正确的选择电容很重要，它影响输出端的低频纹波和输出电压保持时间这两个参数。计算滤波电容的公式如下：C=It/V这里的C：电容值（F）；I：负载电流（A）；t：电容供应电流的时间（s）；V：允许的纹波电压（V）。反激拓扑输入电路设计1这里也给出与上面公式不一样求C值的公式：按阅历值：C=（400600）Idc（单

3、位：uF）这里的Idc:输入直流的峰值一般很多人默认为Ip不过大部分工程师还是接受课本p37页的电容选取方法：510W 4.710UF 1050W 23UF/W 50100W 2.53.5UF/W 大于100W 取2UF/W安规器件的要求安规器件的要求X、Y电容电容n用于AC/DC一次侧的X、Y电容必需是安规电容，必需有欧洲和UL认证；nX、Y电容必需满足运用的电压要求；nX、Y电容必需满足温度要求；安规器件的要求安规器件的要求X、Y电容电容nY电容的等级分类安规电容额定电压冲击电压Y1250V8.0KVY2150V150V 250V/Y42.5KV4.0KV4.0KV高峰值脉冲电压X22.5

4、2.5KVKV普通X31.21.2KVKV普通反激拓扑输入电路设计2n对于小电源来说安规电容很有讲究的。一般是不超过国标为依据。也就是有漏电流的限制，一般阅历是一个472/250VAC或许为1.5mA的漏电流。n放电电阻的设计：n R=t/2.21Cn这里的，t：沟通的电源的频率，在50Hz时为2ms；n C：与电阻并联的电容的值，取国际单位。输入爱护器件n浪涌电流：n 浪涌电流主要由纹波电容充电引起的，在开关管起先导通的瞬间，电容对沟通呈现很低的阻抗，就是电容的ESR值，如不实行一些措施，浪涌电流可能到几百安培。n 通常接受负温度系数（NTC）的热敏电阻以增加阻抗，把浪涌电流减小到平安值。它

5、主要特性是温度上升，阻抗下降。n输入瞬间电压爱护：电源的核心部分设计1n它主要由KA3844与四周的元器件组成，IC资料已在前面几章节有说明。这里重点是计算其四周元器件，具体具体部分请看下面的原理图。n启动电阻：n 当电源的VCC小于16V时，3844整个电路消耗的电流为1mA，再考虑外围元件的消耗约为0.8mA，所以启动消耗的电流为：n Io=1+0.8=1.8mAn启动电阻：R=（Vinmin-Vcc）/Ion这里的，Vinmin：输入最小的直流电压，V；n Vcc：3844启动的最小电压，这里为18V；n功耗：P=Io2R（功率尽量取大一点）PWM限制部分原理电源的核心部分设计2n启动电

6、容：n 在启动完成后，3844所消耗的能量将随着MOS管的驱动增加至100mA左右，该能量由启动电容上储存的能量来供应，这时电容上的电压会发生跌落，当电容电压跌落到10V以上，3844仍能工作，协助绕组实现自馈电的时间由Ton来确定：n C=（IoTon）/Vccn这里的，Io：应为MOS管的消耗电流100mA；n Vcc：电源的跌落电压，VCC-10V；n Ton：电源的开通时间；n此部分的其他元器件设计已在上面章节说明功率开关管的选择n小功率的开关管的牢靠性确定了整个电源的稳定性。一般MOS管的选择主要是Vds和Ids这两参数可以确定一个开关电源的性能nVds一般取输入电压（直流）的1.5

7、2倍，同时还要留有足够的余量，否则尖峰电压最易使MOS管击穿；nIds选择也至关重要，一般取Ip值的35倍。在有条件的状况下尽量取大一点。n同时还要考虑MOS管的一些重要参数，例如Ciss、Coss、Tr等，看下图K2645的参数。K2645参数电源的缓冲爱护部分n此部分电路主要由C7、R2和D1组成：缓冲爱护电路设计1n此部分电路主要用于限制高频变压器漏感引起的尖峰电压，它产生在MOS管由饱和转向关断的过程中，漏感中的能量通过D向C充电，C上的电压可能冲到反电动势与漏感电压的叠加值，即：Vrest+Vpp。n放电电容：n C的作用则是将该部分的能量吸取掉，其容量由下式确定：n C=（LeIs

8、c2）/（Vrest+Vpp）2-Vrest2n这里的，Le：漏感，单端反激一般为40100uH，低于40uH可不考虑，一般取50uH计算；n Vrest：反电动势，其值为120V；nVpp：漏感电动势的峰值，其值约为100V；n Isc：短路爱护时变压器初级线圈流过的最大电流。缓冲爱护电路设计2n放电电阻：在变压器下半周期由截至变为导通时，C上的能量经R来释放，直到C上的电压降到下次MOS管关断之前的反电动势Vrest，在放电的过程中，漏感电动势Vpp是不变的，通过放电常数R、C和变压器关断时间的关系，可以求得R的值，可以按周期T的63%计算：RC=0.63T（Vrest+Vpp）/Vpp这

9、里的，T=1/f f：为变压器的工作频率。所以：R=0.63（Vrest+Vpp）/（Vpp f C）其功耗为：P=LeIsc2f/2 由于D和C上都有能量消耗，而且放电时间可能要短，所以该电阻的实际功耗可按计算值的一半考虑。P（实际）=P（计算值）/2开关的反馈调整电路原理n反馈电路一般由光电耦合器组成，完成的主要作用是隔离和限制输出回路，使之更稳定和牢靠。n本电路接受电压环进行闭环调整实现输出电压的稳定，选用PC817作为输出采样、反馈信号、输出驱动，一方面起隔离作用，另一方面光耦的发光二极管是电流时电流驱动器件，可以形成电流环路的传输形式，同时是低阻抗的，对噪声不敏感。可以提高可抗干扰实

10、力，同时对电磁干扰也有抑制作用。开关反馈调整电路开关的反馈调整电路图解说明n此电路中的R11主要起分流作用，爱护光耦中的发光二极管；nR12和C12主要起补偿作用，补偿温度不稳定和漂移。输出滤波电感设计n首先要选好的磁芯，可运用钼镍合金材料的磁环，也可运用铁氧体材料制作；n最小输出电感：n Lin=（Vinmax-Vout）Ton（est）/1.4Iout（min）n这里的：nIout（min）：输出端的负载最小电流；n Vinmax：估计的最大输入电压（输出电感上）；nTon（est）：开关管的导通时间，1/f的30%比较合适。n作业题：请设计一款手机充电器的电源，要求：n 1、输入：90265V（AC）；2、输出：5V，2A；3、稳波要求限制在0.5%；4、输入/输出3750V（AC）。