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反激式变压器规划办法解说

反激电源由于体积小、成本低、电路简单的特点,受到设计者的追捧。很多初学者也选择了反激变压器进行设计方面的学习起点和研究对象,但是网络上关于反

反激电源因为体积小、本钱低、电路简略的特色,遭到规划者的追捧。许多初学者也挑选了反激变压器进行规划方面的学习起点和研讨目标,可是网络上关于反激变压器的学习材料形形色色且比较零星,本文就将对反激变压器的规划进行自始至终的整理,将零星的常识进行整合,并配上相应的剖析,协助咱们赶快把握。

规划流程

承认根本技能参数

温馨提示:应该养成杰出的作业习气,不论产品的功率有多么小,技能多么简略,坚持为每一个产品制作出一份具体的技能规范书。首先要弄清楚自己是要做一个什么姿态的产品,这会让规划思路愈加明晰,以及怎么打开下一步的作业。

技能参数分两种:根本的与具体的。

根本技能参数一般需求罗列的如下(以60W产品为例):

最小输入电压:85VAC;

最大输入电压:265VAC;

输出电压电流:12V5A(精度1%);

最低功率:85%;

作业温度:-25~+60℃;

具体的技能参数比较费事,依据不同的状况不同,需求罗列的参数有多又少。一般包含:输入输出特性、维护特性、安规、EMC、可靠性、运用环境、产品尺度、输入输出端口界说、产品标签、外壳标签、产品包装等等。

输入输出特性

输入电压规模、输入频率、功率要素、最大输入电流、冲击电流、输出电压规模、输出电流规模、电压调整率、负载调整率、稳压精度、纹波峰峰值、整机功率、待机功耗、开机延迟时刻、输出电压上升时刻、容性负载、开关机过冲起伏、动态呼应时刻、动态呼应起伏、以及最小发动电压。

维护特性

输入欠压维护点、输入欠压康复点、输入过压维护点、输入过压康复点、输出过压维护点、输出短路维护办法、过温维护点、过温康复点。

温馨提示:关于一些非规范产品,假如不清楚该罗列那些参数,主张参阅竞赛对手的产品材料或许职业界最有影响力的供货商。假如这些材料都没有,就尽量向规范产品的技能目标接近。

规划思路(拟定规划计划与参阅核算)

依据产品的技能规范找出规划难点及处理办法

温馨提示:假如你想最大程度的防止失利。规划计划应该在立项初期就通过广泛的内部评论,究竟选用什么计划(如特别功率器材、电容、芯片),多听取周围人的定见,一朝一夕必定收获颇丰。因为立项前期一般对错正式评论,假如是新手,必定要防止占用他人过多的时刻。

开关芯片选哪家的?EMI电路怎么装备?输入电容取多少?开关频率?MOS怎么选?二极管?磁芯?输出电容?许多人在这一步不知怎么往下走,下一步将要点剖析。

12V5A,通用输入,规范的装备便是8N60+MBR20100。

需求留意的是,这个参数不是“算”出来的,因为核算值跟实践状况往往不同十分大,有很大的“弹性”。针对怎么选型,首先要考虑的是公司仓库里有什么,能不能用到。规划产品时,应该是规划的变压器参数(电压电流应力等)来满意这些元器材的参数。而不是先规划好变压器,再去寻觅半导体元器材,实践开发进程和教材上说的是不一样的。所以,首先要考虑到的是公司现在有没有适宜的物料。不论是工模电感、半导体,仍是电解电容,优先选用库存物料会大大缩短开发周期和削减各种不确定的要素。

因为开关电源职业竞赛十分剧烈,物料选型的第二个准则是:竞赛对手选什么。或许是整个职业现在的“盛行趋势”,也能够了解为咱们都这么干。有时分职业“默许”的做法比第一条准则还要重要。举个比如,适当一部分工业产品“不认可”400V的电解电容,都是450V的,也有部分厂家不认可国产的。再例如,PC电源里边的输入输出电容、磁芯等永远都是那么小!可是这不意味着人家是偷工减料,那个职业都是那样,不然电脑怎么会那么廉价。中小功率产品绝大部分都是600V的MOS,12V输出大部分都是100V的二极管等等……

物料(参数)选型的第三个准则,便是查阅半导体公司供给的各种运用文档、评价板、规划手册等等。TI、ON、Fairchild、PI、ST、Infineon都有大把技能文章,并且现在比起前几年要“友爱”许多,都仍是中文的,不看惋惜了。物料选型时求助于网路,功率应该是最低的。

关于60W这个等级的开关电源,咱们能够选用下面三种输入电路,修正若干参数后,前面两种结构运用在300W以下应该没有什么问题(需求考虑防雷的场合,输入端还要加强)。细心观察这三种结构,会发现他们有所相同也有所不同,最大的区别在共模电感装备这一块。

图1

注:不论有没有强制要求,不论PCB板进出线是端子衔接仍是导线衔接,请给L、N、PE等端口做好明晰、正确的丝印。

先从输入电路①开端,自始至终来讲一下。

输入滤波电路也很难进行精确核算。某些看起来并不太科学(或许并不盛行)的规划思路,许多时分往往会十分有用。

图2

F1:稳妥管的寿数受输入浪涌电压和浪涌电流的两层影响,应该尽可能选用慢康复型稳妥管,一般是依照最大输入电流的两至三倍选取。AC输入时,浪涌电压的影响可能要严峻些。电池输入(低压),假如输入端按捺缺少,浪涌电流对稳妥管的影响可能要严峻些。AC输入时,在工业场合,浪涌电压也远比民用场合严峻,这时防雷器材(参数及结构装备)的规划对稳妥管的影响特别杰出,必要时还要选用双(三)稳妥。相关规划进程能够参阅专门针对防雷电路、浪涌电流按捺电路的规划文献。单稳妥管要接在L线上,且玻璃管引线封装最好添加一层热缩套管,并且在PCB板上标明容量。

RT1:热敏电阻的首要作用是按捺输入浪涌电流,RT1过大,发热严峻。RT1过小,可能会影响到稳妥管和输入电解电容的寿数。输入冲击电流一般是硬性目标,挑选RT1时必定要细心的核实最大冲击电流约束值,假如没有给出这项要求,能够参阅平等功率等级的其他类型产品。在全密封条件下,RT的发热可能会十分严峻。别的,假如产品要求低温发动测验,RT阻值会变得适当大,很可能导致产品无法正常起机。

X电容:60W的产品,选用0.47uF的X电容,比较稳妥。换句话说,30W的产品,应该选用0.22uFX电容,120W的产品选用1uF的X电容。虽然这种办法没有什么科学依据,可是的确屡试不爽。假如喜爱比较有挑战性的作业,那就另当别论了。X电容与Y电容不同,X电容容量大一点也不会让其他地方变得愈加恶劣。在本钱不是首要要素的状况下,对自己好一点,多留条生路。别的,在图2中,绝大部分人并不认可C4作用,此处存在了很大争议性。

Y电容:Y电容的装备有两个的,也有四个的;有102的,也有222、472的,有串磁珠的,也有串电阻的,只需EMI都能过,只需走漏电流没超就都OK.总归形形色色,千奇百怪。这也反映出人们心里关于Y电容充溢深深的惊骇。其实Y电容并没有错,功能也较为优秀,元凶巨恶都在于磁性材料(共模电感、变压器)及接地办法,后续剖析。

MOV1:压敏电阻的核算办法并没有统一规范,一旦对实践状况预算过错(击穿电压偏低),反而会对产品构成严峻的损害。在防雷要求不高的民用产品中,一般选用14K471居多,工业场合一般都在500V以上,如14K511,14K561等等。假如你不了解产品的实在用电环境(非居民小区用电),要尽量防止运用500V以下的压敏电阻。不同的职业,采纳的防雷办法不尽相同,这一点必定要认真细心的研讨,特别是与多个稳妥管的装备方面。别的,装备防雷管后,耐压测验时往往会呈现误动作,这也是让人头痛的问题。MOV1需求添加热缩套管。

DB1:小功率产品,选型比较简略。从散热的视点考虑,宽规模60W产品,整流器的最低规范不应该低于2A.在本钱不严苛的条件下,一般选用4A即可。

关于某些特别场合,如存在瞬态高浪涌电压,整流器的规范应该进一步增大。有种状况很少见(但的确有存在),有部分工程师挑选输入电解电容时,会挑选超大的容量(可能是量不大,又是自家用),而浪涌按捺(热敏)电阻的规范却特别小。这时分强壮的冲击电流会对稳妥管和整流器构成丧命的要挟。专业的电源制作公司不会呈现这种状况,而非专业制作商,在开发体系配套产品时,因为开发人员经历缺少,又缺少谨慎的测验规范,而疏忽这些潜在的危险。

共模电感:上面别离给出了三种装备:

计划①,这种装备比较多。咱们常常看到的状况是:前级一个¢8~¢16的小磁环(30~1000uH),后级选用一个¢20~¢25的大磁环(15~30mH),前级作用在高频,后级低频,凹凸调配刚好适宜。

计划②,这种状况也较为常见,前后两个如出一辙的共模线圈,十分漂亮。选用这种装备时,为了确保较好的滤波作用(下降分布电容),每一级的电感量(匝数)不能太高。这样不只会下降共模电感的分布电容,绕制工艺也会相对简略,并且漂亮,便是本钱较高。

计划③,一般对EMI要求较低的产品较多运用,低本钱EE型共模电感最为常见。部分对本钱要求严苛的产品中,不少人也会选用单个¢18~25左右的磁环来规划,这需求开发人员具有满意的经历及技巧。共模电感的原料、形状、绕制工艺对滤波作用影响较大,并且EMI滤波元件装备与整机结构也有很大的联系。许多人不知道怎么去核算共模电感值,下面是一种参阅办法(适用于中小功率)。

100KHZ——30mH

1.0MHZ——3.0mH

10MHZ——300uH

100MHZ——30uH

5.0MHZ——600uH

30MHZ——100uH

在传导测验时,3*F、1MHZ、5MHZ、20~30MHZ这四个点简单出问题。

注:

1、这种办法,只具有规律性,而没有科学性;

2、共模电感的原料、形状、绕制工艺对其滤波作用影响十分大;

3、共模电感不会饱满(对称绕制),但会发生较高的浪涌电压;

4、共模磁环,最好只绕两层,在磁盘绕制工艺方面主张多下点功夫;

5、共模滤波的规划准则是怎么让其更有用;

压敏电阻的核算需求考虑到输入阻抗(热敏电阻、差模电感、共模电感)、稳妥管容量、CIN巨细等等多种要素。(特别是许多产品的稳妥管并不是单纯的熔丝,并且压敏电阻也并不必定是刚好在FUSE之后。并且L-N与L、N-PE测验时,需求别离考虑其影响。)

EMC中的四级仅仅一个测验规范,没办法去量化核算,符不符合要求,应该取决于以下四点:

1、输出电压有没有下跌(维护)现象;

2、产品会不会损坏;

3、稳妥管是否存在严峻的损害;

4、共模电感的飞弧控制办法;

Cin、Vacmin、Vdcmin之间的隐秘

85~265VAC输入,12V5A输出。

①现实状况:挑选100uF/400V的电解电容,估量不会引起太大争议。

②3uF/W规律:3uF~60W=180uF,考虑到功率要素,挑选220uF.

因为Ton、Ae、Bac都能够轻松核算出来(假如界说为已知量),那么,Np的巨细,完全是由Vdcmin决议的。很显着,此刻Vdcmin也决议了LP的巨细。而许多人的核算流程关于Vdcmin的描绘比较简略,估量是受教科书的影响,精确来说是没有真实了解。

假定环境温度25℃,60W输出,85%的功率,Vdcmin核算值如下:

(Vdcmin受多种要素影响,下面的数据是选用PI公司的电子数据表格核算出来的,仅供参阅)

经典、威望教材无一例外的说到:Vdcmin=Vacmin~1.414,实践状况并非如此,那么问题出在哪里?能够必定的是,这些教材在Vdcmin核算问题上,犯错的可能性较小。许多人规划产品时,一挥而就的引证Vac*1.414,而从来不顾虑到Cin容量的巨细。

Vdcmin=Vacmin~1.414

建立的前提条件是——有必要界说合理的纹波电压百分比。(纹波电压百分比=Vdcmax-Vdcmin/Vdcmax;Vdcmax=Vacmin*1.414)

换句话税,Cin有必要满意Vdcmin,不然公式不建立。这也是Cin在宽规模输入时选取3uF/W,窄规模输入选取1uF/W的由来。说句题外话,许多12V5A的适配器,选用100uF的电解电容,可是其输入电压规模却是100~265VAC,会是这个原因吗?

Cin选取规律:

1、宽规模输入3uF/W,窄规模输入1uF/W;

2、宽规模输入,确保纹波电压不高于15%(即确保Vdcmin≈100V);

窄规模输入,确保纹波电压不高于20%(即确保Vdcmin≈200V);

3、假如Vdcmin缺少,增大Cin容量,直至纹波电压满意要求;

4、假如考虑到寿数要素,Cin需求在此基础上进一步增大;

5、Cin的容量受低温的影响十分显着,此刻Cin需求在此基础上进一步增大;

6、Cin也有纹波电流约束的要求,但重视较少。

7、假如不晓得怎么核算Vdcmin,也没有装置软件,那就拿起示波器去实测吧!要求低温作业时,更应该如此。

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