反激开关电源设计(上)答案.ppt

PWM IC 功能介绍 R11为IC工作频率调整电阻。 D2为辅助绕组供电整流二极管， R14为限流电阻， C5为低频滤波电容， C11为高频滤波电容， R3为过功电阻， R8为驱动电阻， R12 MOS开机保护电阻， C12为旁路电容， U3-B为光耦反馈端。 500V高压启动电路 电流控制模式 VCC具有过压保护功能 具备过载保护功能 500mA驱动能力 可调开关频率 内置谐波补偿电路 MOS管（开关管）的选择 MOS管的耐压选择： Vdss=2*Vdcmax DS极间耐压要是两倍的直流输入最大电压 MOS管的耐电流选择： Idrms=Iout*[1.2(Po/Vdcmin)/1-Dmax] Idrms:MOS所通过的电流有效值 Iout:输出电流 Po:输出功率 Vdcmin:最小输入直流电压值 Dmax：最大占空比 MOS的导通损耗计算 Psw=Idrms^2*Rds 有效电流值的平方乘上MOS内阻 变压器的简单设计 首先确定已知参数： 1）开关频率：Fsw； 2）变压器的效率：η； 3）最大占空比：Dmax； 4）输入电压范围：Vinmin,Vinmax 5）输出电压 Vout 6）输出电流Iout 7）K=0.4(DCM=1,CCM=0.3~0.5)； 8）输出二极管管压降Vf 9）辅助绕组电压Vb 10）辅助绕组二极管管压降Vfb 研发中心 彭磊 （上） 开关电源的拓扑结构分类 10W以内常用RCC(自激振荡)拓扑方式 10W-100W以内常用反激式拓扑（75W以上电源有PF值要求） 100W-300W 正激、双管反激、准谐振 300W-500W 准谐振、双管正激、半桥等 500W-2000W 双管正激、半桥、全桥 2000W以上 全桥 反激开关电源特点 在开关电源市场中,400W以下的电源大约占了市场的70-80%,而其中反激式电源又占大部分,几乎常见的消费类产品全是反激式电源。 优点：成本低,外围元件少，低耗能，适用于宽电 压范围输入,可多组输出. 缺点：输出纹波比较大。(输出加低内阻滤波电容或加LC噪声滤波器可以改善) 今天以自行车充电器为例，详细讲解反激开关电源的设计流程及元器件的选择方法。 隔离开关电源框架结构图 EMI 整流滤波 变压器 次级整流滤波 开关器件 PWM 控制IC 隔离器件 采样反馈 输出 高压区域 低压区域 电源电路原理图 初级侧部分 第一个安规元件—保险管 作用： 安全防护。在电源出现异常时，为了保护核心器件不受到损坏。 技术参数： 额定电压V、额定电流I、熔断时间I^2RT。 分类： 快断、慢断、常规 保险管的计算方法 0.6为不带功率因数校正的功率因数估值 Po输出功率 η 效率（设计的评估值） Vinmin 最小的输入电压 2为经验值，在实际应用中，保险管的取值范围是理论值的1.5~3倍。 0.98 PF值 关于功率因数 大部分用电设备中，其工作电压直接取自交流电网。所以电网中会有许多家用电器、工业电子设备等等非线性负载，这些用电器在使用过程中会使电网产生谐波电压和电流。没有采取功率因数校正技术的AC-DC整流电路，输入电流波形呈尖脉冲状。交流网侧功率因数只有0.5~0.7，电流的总谐波畸变（THD）很大，可超过100%。采用功率因数校正技术，功率因数值为0.999时，THD约为3%。为了防止电网的谐波污染，或限制电子设备向电网发射谐波电流，国际上已经制定了许多电磁兼容标准，有IEEE519、IEC1000-3-2等。 功率因数的校正(PFC)主要有两种方法：无源功率因数校正和有源功率因数校正。无源功率因数校正利用线性电感器和电容器组成滤波器来提高功率因数、降低谐波分量。这种方法简单、经济，在小功率中可以取得好的效果。但是，在较大功率的供电电源中，大量的能量必须被这种滤波器储存和管理，因此需要大电感器和电容器，这样体积和重量就比较大也不太经济，而且功率因数的提高和谐波的抑制也不能达到理想的效果。有源功率因数校正是使用所谓的有源电流控制功率因数的校正方法，可以迫使输入电流跟随供电的正弦电压变化。这种功率因数校正有体积小、重量轻、功率因数可接近1等优点。 相关知识 NTC的作用 NTC是以氧化锰等为主要原料制造的精细半导体电子陶瓷元件。电阻值随温度的变化呈现非线性变化，电阻值随温度升高而降低。利用这一特性，在电路的输入端串联一个负温度系数热敏电阻增加线路的阻抗，这样就可以有效的抑制开机时产生的浪涌电压形成的浪涌电流。当电路进入稳态工作时，由于线路中持续工作电流引起的NTC发热，使得电阻器的电阻值变得很小，对线路造成的影