一、輸入濾波與整流電路
1、共模電感損耗相關因素
(1)線經(jīng)大小 (2)磁環(huán)材料 (3)繞法
計算公式:匝數(shù)= √ L/ A
電感與額定電流的關系:
額定電流(A): 1 3 6 10 12 15
電感量(mH): 8-23 2-4 0.4-0.8 0.2-0.3 0.1-0.15 0.0-0.08
2、安規(guī)電容(X電容與Y電容) 總容量《0.47uF,否則漏電流會超0.5mA
Emc測試中如果通不過,可以在安規(guī)電容的引腳上加磁珠,或適當提高電容量。
X電容容量范圍:0.01---0.47uF/250V---280VAC
Y電容范圍:2200PF---0.1uF、250V-280VAc
3、整流橋:其電流=(3-5)倍電源適配器輸出電流,或以采用并聯(lián)整流橋的方式降低發(fā)熱損耗。
選擇原則(1)正向導通壓降?。唬?)反向耐壓2倍整流輸出電壓;(3)反向恢復快;
I=P0/VdcE, (E:整流效率,Vdc:整流器輸出電壓,P0:輸出功率)
4、輸入濾波電容:
(1)耐壓Uc>=1.5*1.414Ui;
(2)頻率特性好;
(3)低ESR內阻;
(4)容量:C=0.88-3.6uF/W
能承受紋波電流大,體積小的電解電容。
(5)溫度特性好:-40℃---105℃;
(6)漏電流;
(7)長壽命。
二、歐規(guī)電源適配器功率因素PFC電路:
(1)開關損耗:包括提升二極管與開關管的開關損耗;由二極管的反向恢復時間與電流,開關MOS管的存儲電荷與分布參數(shù)決定;
(2)導通損耗:二極管的正向導電壓與開關管的導通電阻決定;
(3)升壓電感損耗:磁性損耗(鐵損)和銅損組成。由于連續(xù)模式提升二極管的耐流2倍于斷續(xù)模式,小功率電源常用斷續(xù)模式或臨界模式,以盡可能減小開關損耗。選擇更高額定電流值的二極秋與MOS管以降低導通損耗。
(4)單級Pfc電感設計:
L=(1.41Vs*Ton = 5*Vs*Vs*E*Ton/Po ; 其中Ton=0.673T ,T=1/f, Vs為最低輸入電壓有效值,En:效率
PFC電容Co=429*10-6*Iav, Iav=2Po/E(Vo+300);
(5)交錯PFC電感設計:
L1=L2=Vin*1.414*Dp/(I1-I2) *fs= 90*1.414*0.68/5.4fs, 其中fs為振蕩頻率, (I1-I2)為電流增量。
Dp=0.68, Vin為最低輸入電壓。
三、功率變換部分
1、開關MOS管: 導通損耗與開關損耗;開關電路使用軟開關工作方式;
(1)選用CoolMOS管;
(2)驅動功率要滿足;
(3)驅動波形上升沿要求陡;
(4)驅動串聯(lián)電阻合適,不能太大;
(5)驅動正偏壓合適;
(6)死區(qū)時間控制合理。
(7)MOS管存儲電荷要小;寄生二極管反向恢復時間要短;
(8)耐壓1.5倍VDC;
(9)耐壓4倍工作電流。
2、高頻變壓器設計 :
磁性元件要考慮:渦流、集膚效應、鄰近效應等產生的附加損耗,它是電壓、電流、頻率、能量、匝數(shù)、漏磁、磁芯氣隙、溫度、加工工藝、材料等的復合函數(shù)。高頻電流通過導線時,按右手定則,將在導線上產生逆時針方向的磁力線,磁力線也將引起渦流,這樣加大了導線表面電流,抵消了中心電流,這種電流在導線表面流動,中心無電流流動的現(xiàn)象稱為趨膚效應。
我們選擇磁芯要考慮以下因素:
(1)高磁導率;
(2)矯頑力要小,磁滯損耗要小;
(3)電阻率要高,漫游損耗??;
(4)飽和磁感應強度 要高;常用的軟磁材料有:鐵氧體、磁粉芯、非晶態(tài)合金。
(5)變壓器的鐵損與銅損要平衡對待;
(6)盡量選大尺寸的磁芯;
(7)減小漏感,減少各繞組間的絕緣層,增加繞組的高度比,增加繞組的寬度;采用瘦長磁芯,不用胖磁芯;
(8)用三層絕緣線繞制,采用三明治繞法,不用加膠帶,體積會小,漏感自然會小,對多路輸出電源,一定要使輸出功率最大的一繞組靠近初級繞組;
(9)磁芯選擇:POT罐形磁芯,導磁好,傳遞能量佳,可大量減小EMI,缺點是散熱不好,溫升高,適合小功率;Rm磁芯耦合能力,散熱效果好,適合100w以上的大功率電源,缺點是空間大;EE磁芯面積大,輸出功率也大,但漏感大,體積大。
(10)以下問題應避免:單極性變換器中,變壓器儲能恢復不完全,去磁不徹底,變壓器正負伏秒積不相等,使變壓器出現(xiàn)飽和,我們要避免變壓器電感出現(xiàn)飽和的情況 ;雙極性變換器中,由于驅動不對稱,開關參數(shù)不對稱等原因,等效變壓器的直流偏磁出現(xiàn)飽和,磁感應密度Bw取得過高,變壓器漏感太大;吸收回路參數(shù)選擇不當;
四、提高效率的特殊方法:
1、單管變換器采用準諧振控制方式;ncp1207
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