跟着各种电子电力设备的开展，不间断电源的效果也越来越重要。从事不间断电源规划的从业人员也越来越多，市面上售卖的UPS电源功率较大，并不是适宜初学者来进行拆解和DIY，今日小编为咱们带来一款小功率的100W不间断UPS电源的制作，原理图参照EG8010、EG4313等手册，整体来说仍是比较好完结的。
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图1 制品
此款UPS不间断电源的规划要求是，输入12V/20AH的铅酸电池，输出一组220V/50Hz/50W和一组110V/50Hz/50W。带有短路、过流、过放电维护，依据是否有市电接入，220V输出能够在逆变和市电之间切换。 整机的主体结构是SG3525准闭环推挽升压+EG8010全桥逆变+EG4318充电操控，运用了一颗带8位AD的MCU作电量指示、过放电自动关机操控、单键轻触开关机操控以及市电/逆变切换，一起在电池侧运用了高边电流检测办法，电池测电流超越15A时自动关机。
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图2 电路板
整版的结构比较紧凑，因而运用了常用的字母板结构，由于输出功率很小，选用廉价的IR2106作为凹凸边驱动。推挽部分运用EI33变压器，瞬间功率能够超越200W，但实践功率遭到推挽部分散热约束，因而通过高边电流检测约束在120W左右确保可靠性。两路spwm滤波电感均选用廉价的EE25铁氧体磁芯气隙电感。
下面要点解说很多初学者的利诱，在规划制作UPS不间断电源时的一些常见问题。 推挽部分该用什么磁芯?
首要咱们要搞清楚，推挽归于正激类，咱们要做的是一个真实含义的变压器，而不是反激里边的电感，所以应该用高磁导率的磁芯以增大初级电感，下降励磁电流。所以磁芯资料一般用铁氧体，至于结构，能够用能够幻想的任何结构，包含磁环。
已知了输出功率，应该用多大的磁芯?
这个问题我感觉的确很杂乱。磁芯巨细彻底取决于两个条件，一是磁芯任何时候不能饱满，这就要求磁芯要有必定的截面积能够容下满足的匝数(也便是窗口面积);二是温升，包含磁芯的温升以及铜线温升。磁芯的温升受频率，detaB影响，而detaB相同取决于截面积和匝数，不考虑趋肤效应的话，铜线温升又取决于电流密度。归一而论，终究磁芯的截面积Ae和窗口面积Aw决议了磁芯能够做到的功率。
关于初学者，个人感觉没有必要通过核算的办法选磁芯，依据功率，查查长辈们的运用经历，该用多大磁芯也就心里有数。假如是做试验，能够斗胆地把磁芯用小，而给客户做产品，就尽可能用大一点的，留足余量。
推挽变压器的匝数怎样算?
匝数的核算，终究的意图有两个：一是使峰值磁通密度Bmax小于饱满磁通密度Bsat，避免磁芯饱满，PC40原料的铁氧体100摄氏度下Bsat=0.39T;二是使磁通密度摆幅detaB操控在必定范围内，一般关于单向摆幅的正激、反激类，detaB取在0.2到0.25之间，关于双向摆幅的推挽、半桥和全桥类，detaB取在正负0.2以内。
下面介绍推挽的怎样算。首要咱们要搞清楚推挽的作业频率。关于SG3525，振动频率计算办法如下：
fosc=1/(Ct*(0.67Rt+3Rd))
千万记住，这个频率是振动频率，SG3525输出的两路互补方波频率是振动频率的一半。假如咱们取Ct=2.2nF，Rt=10K，Rd=47欧的话，fosc=66KHz，那么输出两路方波的频率便是33KHz，占空比为0.5(死区就疏忽了)。
关于正激类的变压器，磁芯是作业在断续办法的，因而能够直接用独立电压方程核算匝数：
N=Von*Ton/(Ae*detaB)
假定运用的是12V电池，那么最高电压挨近14V，因而Von=14V，Ton=0.5/f=0.5/33=0.015ms=15us，选用EI33磁芯，Ae=107mm^2，detaB选正负0.16，即0.32，那么：
N=14*15/(107*0.32)=6T
所以，初级绕组咱们就选用6+6的结构。 接下来看次级。次级有两种绕法，中抽头接满足波整流的办法或许单绕组接成桥式整流的办法。由于第二种办法变压器磁芯利用率更高且结构更简略，因而选用第二种。
考虑到功率不为1带来的丢失及逆变部分占空比的约束，关于220V输出这组，取最低母线电压为220V沟通正弦峰值的1.1倍，即310*1.1=340V，这个点对应电池电压挨近过放电关机电压10.8V时取得，取电池电压11V，那么匝比为：
n=Vbuik_min/Vbat_min=340/11=31
因而，次级绕组匝数为6*31=186V，以此类推能够得到110V输出绕组的匝数。
依照以上匝比，14V输入时，母线电压为14*31=434V，假如做成准闭环结构，咱们能够设定闭环电压在430V邻近，避免空载和轻载下电压过高，这样就能够运用450V耐压的电解电容作为母线滤波电容。
准闭环有什么优点?
准闭环在正常负载下其实是开环，开环的话，占空比为50%，输出电压纹波小，不需求储能电感。一起，开环下，动态呼应不受环路带宽约束。
母线储能电解用多大容量?
关于准闭环或许开环的推挽，假如不考虑死区，理论上能够不要这个储能电容，可是实践上这个电容由两个用处，一是坚持死区时的电压，从这一点考虑，他是储能的效果。而死区往往是很小的，因而，这个电容彻底不需求很大的容量，据我实测，1W用个0.1uF应该是满足了。一起这个电容接受的纹波电流也是很小的，能够从仿真直接看，也能够从实测温度看。第二点，这个电容需求处理部分的高频尖峰以及工频纹波，也便是退耦的效果。选得太小的话，初级测的工频纹波会很大，增大了变压器的应力，一起变压器也简单发声。
一般考虑1uF=3W，电容小了也能够作业，但前级滤波压力大了，更重要的一点是要统筹搅扰，%&&&&&%小搅扰就会显着。满足多的容量也确保了满足低的母线内阻。
本篇文章的特别之处，是对推挽式变压器进行了一部分的解说，供给了通过实践而得来的经历，较教科书上的常识来的宝贵。不仅如此，在逆变器的规划上，不再只是给出参数，而是给出了规划的办法，对初学者来说有十分高的参考价值。
