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反激電源適配器精講

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反激電源適配器精講

拓撲示意圖



此圖為示意圖,圖中Ui為直流電壓,后面的C1容量較小,如果輸出改交流輸入,需要加整流電路+C1,C1的容量較大,一般寬范圍輸入,按照功率/容量比為:1:3uF,窄范圍比為1:1uF。


寬范圍一般是85~264Vac 或者90~264Vac,更有甚100~277Vac等等窄范圍一般176~264Vac 187~264Vac以及195~264Vac,或者347 +/-20%等等


講反激變壓器之前,先說明兩個定義:
1.Vor定義為反射電壓。
2.Krp定義為電流的波峰比,即峰峰值:峰值。
反激是由Buck-Boost電路演變而來,最苛刻的點為最低輸入電壓,輸出滿載時,所以我們要選擇這個點來設計。
一、選定反射電壓Vor
15W電源適配器選反射電壓就是確定最大占空比
D=Vor/(Vor+Vs),D為占空比,Vor反射電壓,Vs最低輸入電壓(此電壓一般為輸入的交流Vac*1.2,因為整流后的電解電容不會無窮大)。
此公式由以下推到可得:
當開關管開通的時候,原邊相當于一個電感,電感兩端加上電壓,其電流值不會突變,線性的上升,有公式上升了的I=Vs*Ton/L,這三項分別是原邊輸入電壓,開關管開通時間,和原邊電感量。在開關管關斷的時候,原邊電感放電,電感電流下降,同樣要尊守上面的公式定律,此時有下降了的I=Vor*Toff/L,這三項分別是原邊感應電壓,即放電電壓,開關管關斷時間,和電感量.在經過一個周期后,原邊電感電流的值會回到和原來一樣,不可能會變,所以,有Vs*Ton/L=Vor*Toff/L,,上升了的,等于下降了的,上式中可以用D來代替Ton,用1-D來代替Toff,移項可得,D=Vor/(Vor+Vs),亦是最大占空比。
二、確定原邊電流的參數(shù)值
無非三個值:平均值、有效值、峰值。



上圖為原邊電流波形圖
前面已經說過,Krp的定義,我們來解方程吧,今天先說到這,方程如下:



三、選定變壓器磁芯
選磁芯有兩種方法,一個是用AP法計算,這個計算繁瑣,而且也不是太準確,二是經驗法,我一般靠經驗。如果沒有經驗也沒有關系,先選一個磁芯如果不行在換大一點的,慢慢經驗積累起來以后,就好了。
四、計算變壓器原邊匝數(shù)、線經等
計算匝數(shù)、線經首先要選一個B值,這個B值一般選取在0.1-0.25之間,當然了要以最后核算的B值為準,一般情況不要超0.3,特殊情況可以,一般作為錳鋅鐵氧體,B值也就到4800GS,即0.48T。說到這里有個法拉第電磁感應定律公式,V*T=L*I=N*B*S,各個字母代表意思就不用說了吧。
線經的載流密度一般4-10A/mm2,如果是鋁基板的那種或者強冷風散熱另當別論,如果多股線的話,最好不要超過0.4mm并饒,趨膚效應。
五、計算變壓器次邊匝數(shù)、線經等
所有的公式和第四步基本一樣,載流密度亦同。
六、計算變壓器反饋繞組匝數(shù)
計算匝數(shù)原理同上,線經選取0.2mm的即可,因為IC一般吃電流也就幾個mA,線太細了容易斷,太粗了成本受不了。【電源適配器代工
七、計算變壓器電感量
公式還是法拉第電磁感應定律公式。
八、核算以上參數(shù)

至此變壓器設計基本算完畢。

反射電壓的選取和以下因素有關
最低輸入電壓,如果你電源適配器是85~264Vac輸入,那么85*1.2=102Vdc(一般電解電容由于成本的問題要*1.2,如果電解不惜成本可以*1.414,看情況了,這個電壓是整流濾波后的電壓,它是有紋波的,按照波谷考慮),我們選取100Vdc,D=Vor/(Vor+Vs),如果你反射電壓選取80V,那么占空比D就是80/(80+100)=0.44,一般在最低輸入電壓的時候最大占空比不要超0.5,超了0.5,會有個右半平面零點,必須加斜坡補償來抵消,環(huán)路不好調試,初學者建議不要嘗試,有經驗了可以設計最大占空比大于0.5,那么Vor可以選大點,但是選大Vor有一問題,在最高輸入電壓的時候264Vac,264Vac*1.414=374V,如果你反射選取的大,在MOS管關斷的時候可以計算峰值電壓為:374V+Vor+漏感和雜散電容諧振引起的尖峰=...,MOS的耐壓就要選的高一些,這樣成本又上去了,當然你可以選擇RCD+TVS的方式做吸收,這個還是折中的問題,性價比最大化是根本。  
現(xiàn)在這種反激電源適配器,恨不得能省個貼片電阻,絕不加貼片電阻,成本拼的太厲害了。

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| 發(fā)布時間:2019.04.01    來源:電源適配器廠家
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