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直流电源各功能部分原理分析、计算与选型

文章来源:稳压电源公司,时间:2017-09-06 14:27    点击量:

    1 开关直流电源介绍此文档是作为张占松高级开关直流电源设计之后的强化培训,基于计划安排,由申工讲解了隔离变压器设计之后,在此文章中简单带过隔离变压器设计原理,重点讲解直流电源电路设计工作原理和设计过程中关键器件计算与选型.

直流电源各功能部分原理分析、计算与选型
    开关直流电源的工作过程相当容易理解,其拥有三个明显特征:

    开关:电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态高频:电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频直流:开关直流电源输出的是直流而不是交流 也可以输出高频交流如电子隔离变压器1.1 开关直流电源基本组成部分直流电源原理框图1.2 开关直流电源分类:

    开关直流电源按照拓扑分很多类型:buck boost 正激 反激 半桥 全桥 直流电源LLC 等等,但是从本质上区分,开关直流电源只有两种工作方式:正激:是开关管开通时传输能量,反激:开关管关断时传输能量.

    下面将以反激直流电源为例进行讲解.

    1.3 反激开关直流电源简介反激又被称为隔离buck-boost 直流电源电路设计.基本工作原理:开关管打开时隔离变压器存储能量,开关管关断时释放存储的能量反激开关直流电源根据开关管数目可分为双端和单端反激.

    根据反激隔离变压器工作模式可分为CCM 和DCM 模式反激直流电源.

    根据控制方式可分为PFM 和PWM 型反激直流电源.

    根据驱动占空比的产生方式可分为直流电源电压型和直流电源电流型反激开关直流电源.

    我们所要讲的反激直流电源精确定义为:直流电源电流型PWM 单端反激直流电源.

    1.4 直流电源电流型PWM 单端反激直流电源此类反激直流电源优点:结构简单价格便宜,适用小功率直流电源.

    此类反激直流电源缺点:功率较小,一般在150w 以下,纹波较大,直流电源电压负载调整率低,一般大于5%.

    此类反激直流电源设计难点主要是隔离变压器的设计,特别是宽输入直流电源电压,多路输出的隔离变压器.

    2 举例讲解设计过程为了更清楚了解设计中详细计算过程,我们将以220VAC-380VAC 输入,+5V±3%(5A),±15±5%(0.5A)三路共地输出反激直流电源为例讲解设计过程.

    提出上面要求,选择思路如下:

    直流电源总输出功率P=5*5W+15*0.5*2=40W 功率较小,可以选择反激开关直流电源.

    反激直流电源功率只有40W 又属于多路输出,+5V±3%,纹波±150mV,±15±5%.5V 要求精度高,所以5v 作为直流电源主反馈.考虑到5V 对±15V 的交叉控制能力,开关直流电源选用断续模式(DCM).

    芯片供电线圈选用15V 输出,但是其功率很小,计算过程中忽略不计.

    直流电源功率较小,输入直流电源电压变化范围只有±30%,所以不需要直流电源PFC 直流电源电路设计.

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