單端反激開關(guān)電源的變壓器

單端反激開關(guān)電源的變壓器實質(zhì)上是一個耦合電感，它要承擔(dān)著儲能、變壓、傳遞能量等工作。下面對工作于連續(xù)模式和斷續(xù)模式的單端反激變換器的變壓器設(shè)計進行了總結(jié)。1、已知的參數(shù)這些參數(shù)由設(shè)計人員根據(jù)用戶的需求和電路的特點確定，包括:輸入電壓Vin、輸出電壓Vout、每路輸出的功率Pout、效率n、開關(guān)頻率fs(或周期T)、線路主開關(guān)管的耐壓Vmos。ou2、計算在反激變換器中，副邊反射電壓即反激電壓Vf與輸入電壓之和不能高過主開關(guān)管的耐壓，同時還要留有一定的裕量(此處假設(shè)為150V)。反激電壓由下式確定：Vf=VMos-VinDCMax-150V反激電壓和輸出電壓的關(guān)系由原、副邊的匝比確定。所以確定了反激電壓之后，就可以確定原、副邊的匝比了。Np/Ns=Vf/Vout另外，反激電源的最大占空比出現(xiàn)在最低輸入電壓、最大輸出功率的狀態(tài)，根據(jù)在穩(wěn)態(tài)下，變壓器的磁平衡，可以有下式：VinDCMin***DMax=Vf,(1-^Max)設(shè)在最大占空比時，當(dāng)開關(guān)管開通時，原邊電流為I*當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時，原邊電流上升到Ip2。若Ip1為0，則說明變換器工作于斷續(xù)模式，否則工作于連續(xù)模式。由能量守恒，我們有下式：1/2-(I+I)-D?V=P/nvp1p2，MaxinDCMinout一般連續(xù)模式設(shè)計，我們令I(lǐng)p2=3Ip1這樣就可以求出變換器的原邊電流，由此可以得到原邊電感量:Lp=DMax，VinDCMin/fs，AIp對于連續(xù)模式，AI=I-I=2I「對于斷續(xù)模式，AI=1。pp2p1p1pp2可由AwAe法求出所要鐵芯：AwAe=(Lp?Ip22?1O4/Bw.K0?Kj)1.14在上式中，Aw為磁芯窗口面積，單位為cm2Ae為磁芯截面積，單位為cm2Lp為原邊電感量，單位為HI：為原邊峰值電流，單位為ABw為磁芯工作磁感應(yīng)強度，單位為TK；為窗口有效使用系數(shù)，根據(jù)安規(guī)的要求和輸出路數(shù)決定，一般為0.2?0.4K.為電流密度系數(shù)，一般取395A/cm2根據(jù)求得的AwAe值選擇合適的磁芯，一般盡量選擇窗口長寬之比比較大的磁芯，這樣磁芯的窗口有效使用系數(shù)較高，同時可以減小漏感。有了磁芯就可以求出原邊的匝數(shù)。根據(jù)下式：Np=Lp.Ip2.104/Bw?Ae再根據(jù)原、副邊的匝比關(guān)系可以求出副邊的匝數(shù)。有時求的匝數(shù)不是整數(shù)，這時應(yīng)該調(diào)整某些參數(shù)，使原、副邊的匝數(shù)合適。為了避免磁芯飽和，我們應(yīng)該在磁回路中加入一個適當(dāng)?shù)臍庀?，計算如下：lg=0.4n,Np2,Ae,10-8/Lp在上式中，lg為氣隙長度，單位為cmNpS為原邊匝數(shù)，A：為磁芯的截面積，單位為cm2Lp為原邊電感量，單位為H至此，單端反激開關(guān)電源變壓器的主要參數(shù)設(shè)計完成。我們應(yīng)該在設(shè)計完成后核算窗口面積是否夠大、變壓器的損耗和溫升是否可以接受。同時，在變壓器的制作中還有一些工藝問題要單端反激開關(guān)電源的變壓器實質(zhì)上是一個耦合電感，它要承擔(dān)著儲能、變壓、傳遞能量等工作。下面對工作于連續(xù)模式和斷續(xù)模式的單端反激變換器的變壓器設(shè)計進行了總結(jié)。1、已知的參數(shù)這些參數(shù)由設(shè)計人員根據(jù)用戶的需求和電路的特點確定，包括:輸入電壓vin、輸出電壓vout、每路輸出的功率Pout、效率n、開關(guān)頻率fs(或周期T)、線路主開關(guān)管的耐壓vmos。"2、計算在反激變換器中，副邊反射電壓即反激電壓Vf與輸入電壓之和不能高過主開關(guān)管的耐壓，同時還要留有一定的裕量(此處假設(shè)為150V)。反激電壓由下式確定：Vf=VMos-V1nDCMax-150V反激電壓和輸出電壓的關(guān)系由原、副邊的匝比確定。所以確定了反激電壓之后，就可以確定原、副邊的匝比了。Np/Ns=Vf/Vout另外，反激電源的最大占空比出現(xiàn)在最低輸入電壓、最大輸出功率的狀態(tài)，根據(jù)在穩(wěn)態(tài)下，變壓器的磁平衡，可以有下式：VinDCMin”?DMax=Vf?(1-DMax)設(shè)在最大占空比時，當(dāng)開關(guān)管開通時，原邊電流為Ip1，當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時，原邊電流上升到Ip2。若Ip1為0，則說明變換器工作于斷續(xù)模式，否則工作于連續(xù)模式。由能量守恒，我們有下式：1/2-(I+I)-D?V=P/nvp1p2‘MaxinDCMinout1一般連續(xù)模式設(shè)計，我們令I(lǐng)p2=3Ip1這樣就可以求出變換器的原邊電流，由此可以得到原邊電感量:Lp=DMax?VinDCMin/fs?A'p對于連續(xù)模式，AI=I-I=21「對于斷續(xù)模式，AI=1。pp2plplpp2可由AwAe法求出所要鐵芯：AwAe=(Lp?Ip22.1O4/Bw.Ko?Kj)i.i4在上式中，Aw為磁芯窗口面積，單位為cm2Ae為磁芯截面積，單位為cm2Lp為原邊電感量，單位為HIp2為原邊峰值電流，單位為ABw為磁芯工作磁感應(yīng)強度，單位為TK0為窗口有效使用系數(shù)，根據(jù)安規(guī)的要求和輸出路數(shù)決定，一般為0.2?0.4K.為電流密度系數(shù)，一般取395A/cm2根據(jù)求得的AwAe值選擇合適的磁芯，一般盡量選擇窗口長寬之比比較大的磁芯，這樣磁芯的窗口有效使用系數(shù)較高，同時可以減小漏感。有了磁芯就可以求出原邊的匝數(shù)。根據(jù)下式：Np=Lp?Ip2?104/Bw?Ae再根據(jù)原、副邊的匝比關(guān)系可以求出副邊的匝數(shù)。有時求的匝數(shù)不是整數(shù)，這時應(yīng)該調(diào)整某些參數(shù)，使原、副邊的匝數(shù)合適。為了避免磁芯飽和，我們應(yīng)該在磁回路中加入一個適當(dāng)?shù)臍庀叮嬎闳缦拢簂g=0.4n?Np2?Ae?10-8/Lp在上式中，lg為氣隙長度，單位為cmNpS為原邊匝數(shù)，A：為磁芯的截面積，單位為cm2Lp為原邊電感量，單位為H至此，單端反激開關(guān)電源變壓器的主要參數(shù)設(shè)計完成。我們應(yīng)該在設(shè)計完成后核算窗口面積是否夠大、變壓器的損耗和溫升是否可以接受。同時，在變壓器的制作中還有一些工藝問題需要注意。/icview-17097-1-1.html［恩智浦半導(dǎo)體(NXPSemiconductors)技術(shù)論壇］主題：單端自激式(RCC)反激開關(guān)電源調(diào)試技巧單端自激式(RCC)反激開關(guān)電源雖然效率低、調(diào)試麻煩，但是，它電路簡單，更可貴的是具有“自我保護能力”---當(dāng)輸出過重或短路時，可自動進入間歇振蕩保護模式并且嘯叫“提醒”用戶，而保護自己不被破壞。因此，單端自激式(RCC)開關(guān)電源一直也受到重視并廣泛使用。關(guān)于單端自激式(RCC)反激開關(guān)電源的原理非常簡單，就不贅述；但是該電路調(diào)試比較困難，這里以下圖為例，簡要說明其調(diào)試步驟及項目.

調(diào)試用設(shè)備：1、調(diào)壓器2、示波器3、萬用表4、其他（功率電阻，電位器，電容，電阻等等）調(diào)式步驟及項目：1、PCB及焊接情況檢查檢測輸入輸出有無短路，元件極性是否正確，有無觸碰等;2、振蕩調(diào)試輸出接一半負(fù)載，將輸入電壓慢慢調(diào)高，將示波器探頭靠近變壓器，看是否振蕩。通常幾十伏（因負(fù)載而異）就可聽到振蕩的吱吱聲；若已到滿電壓仍然無振蕩，說明振蕩電路有問題。重點查：A、起振電阻：R8B、震蕩管：Q2C、正反饋回路：C8,D6,R6D、振蕩變壓器：極性是否正確3、穩(wěn)壓調(diào)試將輸入電壓慢慢調(diào)高，監(jiān)視輸出電壓變化，輸出電壓VCC+15VA逐漸增大，當(dāng)?shù)?5V時，應(yīng)不隨輸入電壓再繼續(xù)增大；若繼續(xù)增大，就要檢查穩(wěn)壓電路：A、次級穩(wěn)壓部分：R1,R2,U1,R4;B、光耦：PS1C、初級穩(wěn)壓部分：D1,C3;R5,Q1;4、重載啟動調(diào)試在輸出接1.2倍的最大負(fù)載，輸入電壓調(diào)至允許最低值，上電，觀察波形和輸出電壓；若啟動迅速，波形、電壓正常說明該項正常；若進入間歇振蕩，或輸出電壓偏低就要檢查或調(diào)節(jié)以下元件：A、起振電阻：R8B、正反饋：R6,C8C、過流檢測電阻：R12D、過壓保護：DW15、恒流驅(qū)動調(diào)試在輸出接1.2倍的最大負(fù)載，輸入電壓調(diào)至允許最高值，減小驅(qū)動，剛好使輸出電壓降低，在適當(dāng)加大一點即可；調(diào)節(jié)：A、驅(qū)動：R6,C8B、恒流驅(qū)動：DW2,R106、過流保護調(diào)試在輸出接1.2倍的最大負(fù)載，輸入電壓調(diào)至允許最低值，將驅(qū)動加大一些，繼續(xù)加重負(fù)載，觀察R12兩端電壓波形，調(diào)節(jié)R12使輸出電壓降低。回復(fù)原驅(qū)動。7、過壓保護調(diào)試輸出接一半額定負(fù)載，將輸入電壓慢慢調(diào)高，監(jiān)視輸出電壓變化，輸出電壓VCC+15VA逐漸增大，當(dāng)?shù)?5V時，再增加十幾伏。短接光耦兩輸入端，看VCC+15VA端電壓值，調(diào)節(jié)DW1，使輸出電壓不超過18V—20V(根據(jù)要求掌握)。再將輸入電壓調(diào)至允許最高值，重復(fù)上述過程；8、穩(wěn)定性調(diào)試輸出接一半額定負(fù)載，將輸入電壓調(diào)至允許最高值，將輸出負(fù)載逐漸減小直至間歇振蕩，調(diào)節(jié)：A、反饋補償：C1,C2,R3B、動態(tài)恒流驅(qū)