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开关电源的参数如何确定

菜鸟
2013-01-08 09:07:36    评分
我想做一个宽电压输入85-260vAC,输出20V,1A,那我开关电源的控制芯片可以用什么?开关电源的变压器怎么选择。(假如现在参数又如何确定)



关键词: 开关电源     参数     如何     确定    

专家
2013-01-08 09:47:07    评分
2楼

给你推荐我们公司制造的芯片,力生美半导体制造的电源控制芯片


专家
2013-01-08 09:48:18    评分
3楼

建议找本书看看,网上很多开关电源的电子书,一两句估计说不清楚.


助工
2013-01-08 09:48:41    评分
4楼
开关电源好像可以直接对220v电压进行变换的,不需要降压,只需要进行交流变直流就可以了吧!这也是我之前又看到过有人这么做的!

高工
2013-01-08 09:48:48    评分
5楼
帮顶!!

高工
2013-01-08 10:02:39    评分
6楼

全范围交流输入85-265VAC的电源,一般按85VAC时计算,那VINmin=85*1.2=102V,一般会取整数按100VDC计算。

2.确定导通时间ton

   导通时间ton=T*D

   T为周期 T=1/f

   D为最大占空比,一般在最低输入电压的时候,D会最大,保证输出稳定。

   注意大的占空比可以降低初级的电流有效值,和MOS的导通损耗,但是根据伏秒法则,初级占空比大了,次级的肯定会小,那么次级的峰值电流会变大,电流有效值变大,会导致输出纹波变大!所以,一般单端反激拓扑的占空比选取不要超过0.5。

   而且一般的电流控制模式,占空比大于0.5要加斜率补偿的,对调试是个难度。

   还有一重要的是你的占空比决定你的匝比,匝比决定啥,嘿嘿,反射电压VF,忘了再去上边看下,再加上你漏感引起的尖峰,最终影响你MOS的耐压。占空比越小匝比越小,反射电压VF越低,MOS的电压应力小。反之MOS的电压应力大,所以占空比要考虑好了。要保证再最高电压下你的VDS电压在MOS的规定电压以下,最好是降额使用,流出足够的余量来!

 列如,电源的开关频率为100K,最低输入时的最大占空比为0.4,那T=1/100000=10μS,那么ton=0.4*10μS=4μS。

3.确定磁芯的有效面积AE

   AE一般会在磁芯的资料中给出。

4.计算初级匝数NP

  NP=VINmin*ton/ΔB*AE

  式中VINmin为直流最低输入电压;

   ton为导通时间

   AE为磁芯的有效面积

   ΔB为磁感应强度变化量,这个值和磁芯材质,及温升等有关,一般考经验来选取,在0.1-0.3之间,取得越大,余量越小,变压器在极端情况下越容易饱和!俺一般取0.2。

5.计算次级匝数NS

    NS=(Vo+Vd)*(1-D)*NP/VINmin*D

    式中Vo为输出电压

     Vd为二极管管压降

     D为占空比

     NP为初级匝数

     VINmin为最低输入电压

6.确定次级整流二极管的应力VDR

   上边算出变压器的初级匝数NP和次级匝数NS后,就可以得出次级整流二极管的电压应力

    VDR=(VINmax*NS/NP)+VOUT

    式中VINmax为最大输入电压,要保证在最高输入电压下你的二极管的电压应力不超标。一般算出来的这个VDR还要考虑降额使用,所以二极管的耐压要高于这个VDR值。

    一般还要在整流管上并一个RC吸收,从而降低二极管反向回复时间造成的电压尖峰!尤其是CCM模式的时候!

7.确定初级电感量LP

  

Ip1对应最低输入电流

Ip2对应最高峰值电流

有上边这两个我们也就可以算出平均电流Iavg了

Iavg=(Ip1+Ip2)Dmax/2

式中Dmax为最大占空比

如果输出功率为Pout,电源效率为η,那么

Pout/η=VINmin*Iavg=VINmin*(Ip1+Ip2)Dmax/2

得出Ip1+Ip2=2Pout/VINmin*Dmax*η

然后就可以计算Ip1和Ip2的值了

对于DCM来说,电流是降到零的,所以Ip1为零

对于CCM来说Ip1和Ip2都是未知数,又出来个经验选择了,一般取Ip2=(2-3)Ip1,不能取得太小,太小了会有一个低电流斜率,虽然这样损耗小点,但容易使变压器产生磁饱和,也容易使系统产生震荡!俺一般取Ip2=3Ip1。

计算出Ip1和Ip2后,这时候可以计算初级的电感量了

在ton内电流的变化量ΔI=Ip2-Ip1

根据(VINmin/LP)*ton=/ΔI

得出LP=VINmin*ton/ΔI

到此变压器的初级电感量计算完毕,变压器的参数也计算完毕!

还有一种计算方法,就是按照上边的确定初级电感量的方法先确定电感量,然后来选择磁芯,选择磁芯的方法有很多种,一般最常用的是AP法

这个公式是看资料上的,具体可以看看赵修科老师的那本《开关电源中的磁性元器件》。

式中L为初级电感量也就是LP

 Isp为初级峰值电流Ip也就是ΔI,

I1L为满载初级电流有效值,但我往往会把Isp和I1L看成是一个,都是初级的峰值电流,所以仁者见仁智者见智,大家可以到应用时具体的来微调!

Bmax为磁感应强度变化量也就是ΔB.这个取值和上边一样,取得太大,磁芯小但容易饱和,而取得太小磁芯的体积又很大,所以一般折中取值!而且和频率关系也很大,要是频率很高,建议取小点,因为频率高了损耗也大,变压器大了有利于散热取0.2!

K1=Jmax*Ko*10-4

其中Jmax为最大电流密度 俺一般取450A/平方厘米。但赵老师书里取得是420A/平方厘米

Ko为窗口面积,有的也叫窗口利用率吧,一般取0.2-0.4,具体要看绕线的结构了,比如加不加挡墙等因素,所以选取时要充分考虑,免得因取得变压器太小,结构要求苛刻而绕不下,导致项目失败!

10-4是由米变厘米的系数

所以上式整理下可得

AP=Aw*Ae=(LP*IP2*104/450*ΔB*Ko)4/3cm4

计算出了AP就可以找到合适的磁芯,然后找到Ae再根据式

NP=LP*IP/ΔB*Ae

式中LP就是上边算得初级电感量

IP为初级峰值电流

ΔB为磁感应强度变化量

 AE为磁芯的有效面积

后边的次级匝数NS和次级整流二极管电压应力的确定就和上边的步骤5和6一样了!

那这两种初级匝数NP的确定方法到底哪个对呢,可以告诉大家都对。根据电磁磁感应定律:

(VINmin/LP)*ton=IP

所以VINmin*ton=L*Ip

这里不能传附件,否则传上来你看下


助工
2013-01-08 10:21:52    评分
7楼
顶楼上,太详细了

高工
2013-01-08 12:14:38    评分
8楼
量大去定制,量小买模块电源拆~

高工
2013-01-11 08:26:01    评分
9楼
开关电源的变压器怎么选择
先确定是多大功率的电源,选择相应的拓扑结构,然后选择该功率大小的磁芯和磁芯骨架,根据参数设定初级、次级圈数、线径等

菜鸟
2013-01-12 11:19:03    评分
10楼
1绝对稳压系数 A.绝对稳压系数:表示负载不变时,稳压电源输出直流变化量△U0与输入电网变化量△Ui之比。既: K=△U0/△Ui。 B. 相对稳压系数:表示负载不变时,稳压器输出直流电压Uo的相对变化量△Uo与输出电网Ui的相对变化量△Ui之比。即: S=△Uo/Uo / △Ui/Ui 2电网调整率 它表示输入电网电压由额定值变化+-10%时,稳压电源输出电压的相对变化量,有时也以绝对值表示。 链接:http://www.365ele.com/articles/2013/01/%e5%bc%80%e5%85%b3%e7%94%b5%e6%ba%90%e7%9a%84%e4%b8%80%e4%ba%9b%e4%b8%bb%e8%a6%81%e6%8c%87%e6%a0%87%e5%8f%82%e6%95%b0%e4%bb%8b%e7%bb%8d/

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