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小于75W反激变换器的设计连载-3(关键设计部分)

2021-08-09 

本文摘要:我以我们的IC展开设计分析解释:基本的反激变换器原理图如下右图,在必须对输入输出展开电气隔绝的较低功率<75W~的开关电源应用于场合,反激变换器(FlybackConverter)是最常用的一种流形结构(Topology)。

我以我们的IC展开设计分析解释:基本的反激变换器原理图如下右图,在必须对输入输出展开电气隔绝的较低功率<75W~的开关电源应用于场合,反激变换器(FlybackConverter)是最常用的一种流形结构(Topology)。非常简单、可信、低成本、更容易构建是反激变换器引人注目的优点;接下来我将电源的关键部分的设计展开解释!前面早已弄清楚后,我们再行来展开环绕电源MOS的成本及可靠性方面;计算出来变压器的关键参数,搞定FLY的主架构的设计!我的IC工作频率67KHZ(我们的IC有多种频率附加67KHZ/100KHZ/130KHZ等)目前的设计自由选择为各厂家标准化的工作频率67KHZ;使用PWM+PFM掌控模式,系统有较好的效率;较好的待机功耗等!在设计之前,我再行来恢复客户常问我的一个问题:开关电源为什么经常自由选择67K或者100K左右范围作为电源频率,有的人会说道IC厂家都是生产这样的IC,当然这也有原因。每个电源的电源频率不会要求什么?对于多年的IC及各厂家的IC应用于研究,我明确提出我的观点:我们应当从这几个方面去思维原因:A.有人说道频率低了EMC不好过,一般来说是这样的,但这不是必定,EMC与频率显然有关系,但不是必定。

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高频率的IC的EMI我有常常指导客户搞定它!B.再行来想象我们的电源开关频率提升了,必要带给的影响是什么?留意:当然是MOS开关损耗减小,因为单位时间电源次数激增了。如果频率增大了会带给什么?开关损耗是增大了,但是我们的储能器件单周期获取的能量就要激增,不致必须的变压器磁性要更大,储能电感要更大了。挑选在67K到100K左右就是一个较为适合的经验折衷,电源就是在折衷合理化折衷展开。

目前市场上的大多数IC的功能及插槽定义都完全相同;标准化的工作频率及插槽定义为产品的标准化设计带给便捷;提升了设计和同类产品的切换机率!C.假如在类似情形下,输出电压较为较低,开关损耗早已较小了,还介意这点开关损耗吗,那我们就可以提升电源频率,起着增大磁性器件体积的目的。D.我们用于过PI的电源IC;在未来执着系统成本,其电源频率为132KHZ;可用于小的变压器结构优化电源体积;留意:开关电源的频率的自由选择怎么做都可以,只要能合理用于。能给你的设计带给低的设计可靠性及通用性;减少设计开发成本是最关键的!对于开关电源高频方面的细节可参照文章:《未来高频电源的设计思维!》转入正题FLY-开关电源的设计我们常常不会工作在下图示的状态;DCM与CCM模式;FLY-反激变换器有两种运营模式:电感电流倒数模式(CCM)和电感电流间歇模式(DCM)。

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两种模式各有优缺点,相对而言,DCM模式具备更佳的电源特性,次级整流二极管零电流变频器,因此不不存在CCM模式的二极管反向恢复的问题。此外,同功率等级下,由于DCM模式的变压器比CCM模式存储的能量较少,故DCM模式的变压器尺寸更加小。但是,相比较CCM模式而言,DCM模式使得初级电流的RMS减小,这将会增大MOS管的导通损耗,同时不会减少次级输入电容的电流形变。

因此,CCM模式经常被引荐用于在高压大电流输入的场合,DCM模式经常被引荐用于在高压-小电流输入的场合。对CCM模式反激变换器而言,输出到输入的电压增益意味着由频率要求。

而DCM模式反激变换器,输出到输入的电压增益是由频率和阻抗条件同时要求的,这使得DCM模式的电路设计显得更加简单。但是,如果我们在DCM模式与CCM模式的临界处(BCM模式)、输出电压低于(Vinmin_DC)、装载条件下,设计DCM模式反激变换器,就可以使问题显得形式化。于是,无论反激变换器工作于CCM模式,还是DCM模式,我们都可以按照CCM模式展开设计。

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我的设计递归计算结果如下:展开参数设计时;几个关键参数参照右图MOS管变频器时,输出电压Vin与次级光线电压nVo联合变换在MOS的DS两端。仅次于频率Dmax确认后,光线电压Vor(即nVo)、次级整流二极管忍受的仅次于电压VD以及MOS管忍受的仅次于电压Vdsmax,可由下式获得:通过上面公式,由此可知:Dmax给定就越小,Vor就越小,进而MOS管的形变就越小,然而,次级整流管的电压形变却减小。因此,我们应该在确保MOS管的充足裕量的条件下,尽量减小Dmax,来减少次级整流管的电压形变。

Dmax的给定,应该确保Vdsmax不多达MOS管耐压等级的80%;同时,对于峰值电流模式掌控的反激变换器,CCM模式条件下,当频率多达0.5时,不会再次发生次谐波波动。综合考虑到,对于耐压值为650V的MOS管,设计中,Dmax不多达0.5为宜。递归计算出来涉及数据请求参照我的EXCEL计算出来表格!。


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