200W開關(guān)電源功率級設(shè)計方案(2)
在講述的設(shè)計中,通過L1的波紋電流的振幅被選定為輸入電流的20%。在這種選擇下,電感可以根據(jù)下列等式(5) 計算∶
![](/uploads/allimg/110422/1035192952-5.jpg)
給出的電感差不多是1mH。當(dāng)RMS電流等於RMS輸入電流時,L1的峰值電流是
![](/uploads/allimg/110422/1035196042-6.jpg)
在這個電流和5A/mm2的電流密度下,所需的銅線截面積約為0.58mm2。 由於高頻電流僅為輸入電流的20%,趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)不是很明確。三或四條細(xì)電線并聯(lián)總面積能夠達(dá)到所需面積就足夠了。在實際設(shè)計中,使用了三根直徑為0.5mm的電線,電流密度略低於5A/mm2。L1 的磁環(huán)尺寸根據(jù)被稱為磁環(huán)區(qū)域乘積Ap確定,即有效磁性截面積和繞組面積(骨架)的乘積。這個乘積很容易證明是
![](/uploads/allimg/110422/1035191L7-7.jpg)
其中ACu是銅線面積,Bpeak 是飽和磁通密度(對於大多數(shù)鐵氧體,≤0.35T)。fCu是銅填充因子,對於簡單電感,約為0.5;對於含有幾個線圈的變壓器,約為0.4。確定這些數(shù)據(jù)後,L1的Ap需求值是
![](/uploads/allimg/110422/1035192Q5-8.jpg)
基於慣例,對大多數(shù)磁環(huán),磁性截面積和繞組面積非常相近,需要的磁環(huán)面積為
![](/uploads/allimg/110422/1035194012-9.jpg)
因此,對於我們的應(yīng)用,一個合適的磁環(huán)的Ae約為122mm2。雖然,要找到此磁截面的磁芯并不難,但電感的高度由於應(yīng)用要求被限制在25mm。因此,經(jīng)過一番對磁環(huán)和筒管規(guī)格說明書仔細(xì)搜索之後,選擇了EER3542,它的Ae為107mm2,AW為154mm2,得到AP約為16500mm4。
其中AL,0是無氣隙磁芯的AL(查磁芯規(guī)格書),有氣隙的磁芯的AL是1mH/1242=65nH。如果後兩個值的單位是nH,Ae 的單位是mm2,那麼氣隙長度s 的單位是毫米。在這次設(shè)計中,氣隙長度約2 毫米。
3.3 Q1和D1
因為最高額定輸入電壓是265VRMS,Q1的最大漏極電壓為500V 似乎足夠了。但是建議使用一個額定電壓為600V的MOSFET,因為經(jīng)驗顯示這個600V MOSFET,能夠承受浪涌測試,根據(jù)無損壞IEC61000-4-5標(biāo)準(zhǔn),而500V類型則需要額外的浪涌電壓限制器。同樣,這對於Boost二極管也是有效的。這是因為電解質(zhì)電容C5能夠吸收大量能量,保護(hù)一個600V 器件,而不是500V器件。Q1和D1的峰值電流和通過L1 的峰值電流是相同的,即4.5A,而Q1的RMS 電流為∶
![](/uploads/allimg/110422/1035195106-10.jpg)
D1的RMS 電流為∶
![](/uploads/allimg/110422/1035195015-11.jpg)
尤其對於MOSFET,低功耗和峰值電流是選擇某些器件的重要考慮因素。
經(jīng)過一番計算,選擇了一個最大RDSon約為0.45Ω@100℃的SuperFetTM FCP16N60。Q1 的總功耗分成傳導(dǎo)功耗和開關(guān)功耗。傳導(dǎo)功耗如下∶
![](/uploads/allimg/110422/10351923S-12.jpg)
開關(guān)損耗進(jìn)一步分為,由於源漏電容(加上寄生電容的,例如L1 和PCB)放電導(dǎo)致的功耗和由於開關(guān)過程中電流和電壓重疊帶來的功耗,以及D1反向恢復(fù)帶來的功耗。所有這三項都無法確切了解,但可以根據(jù)下面的表達(dá)式估計∶
![](/uploads/allimg/110422/1035193H9-13.jpg)
FCP16N60的COSS,eff是110pF,而雜散電容Cext估計為150pF。50ns的交叉時間tcrossover 是一個合理的估計值,并且得到測量確認(rèn)。二極管反向恢復(fù)導(dǎo)致的功耗預(yù)計為2W。最終,Q1 的總功耗是∶
![](/uploads/allimg/110422/10351945C-14.jpg)
- 第 1 頁:200W開關(guān)電源功率級設(shè)計方案(1)
- 第 2 頁:電感L1#
- 第 3 頁:雙管正激變換器#
- 第 4 頁:DC/DC 變換器#
本文導(dǎo)航
非常好我支持^.^
(0) 0%
不好我反對
(0) 0%
相關(guān)閱讀:
- [開關(guān)電源] PSR原邊反饋開關(guān)電源變壓器設(shè)計 2011-04-25
- [開關(guān)電源電路] TEA1753T開關(guān)電源應(yīng)用電路 2011-04-19
- [開關(guān)電源] 降壓型開關(guān)電源的電感的正確選擇 2011-04-12
- [開關(guān)電源] 開關(guān)電源控制環(huán)路如何設(shè)計 2011-04-09
- [電源電路圖] 簡單實用的開關(guān)電源電路 2011-03-28
- [開關(guān)電源] 開關(guān)電源設(shè)計中如何減小EMI 2011-03-24
- [電源設(shè)計應(yīng)用] 開關(guān)電源EMI整改頻段干擾原因及抑制辦法 2011-03-17
- [電源設(shè)計應(yīng)用] 國外高端1200W工頻逆變器(圖解) 2011-03-01
( 發(fā)表人:Spring )