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基于改进启动回路的反激式开关电源设计

发布时间:2015-11-27 14:14:10  来源:大电流电感厂家   查看:

(4)计算初、次级绕组匝数

初级绕组:

(4)

式中:Ae为有效磁通面积;Aw为最大磁通密度。

次级绕组:

(5)

经过式(5)的计算可知:+5V输出的次级绕组匝数为5匝;±15V输出的次级绕组匝数为14匝;+24V输出的次级绕组匝数为22匝。

(5)计算气隙长度

变压器的气隙长度由下式确定:

(6)

3.3 尖峰电压吸收电路设计

功率MOSFET管在关断时会在变压器初级绕组上产生尖峰电压和反射电压,加上直流侧的高压,很容易损坏功率MOSFET管,这就必须加入箝位电路来箝位[4]。本设计中采用反向击穿电压为200V的瞬态电压抑制器P6KE200和反向耐压为 1 kV的RS1M型超快恢复电感生产厂家二极管,同时采用RC阻容吸收回路,以减少尖峰电压。

3.4 改进的启动电路设计

如图3(a)所示,传统启动回路采用齐纳二极管DZ限制控制芯片UC3844的启动电源的给定,当控制芯片处于稳定工作状态时,直流母线侧的电流依然流经启动电路,造成不必电感元件要的能量损失。

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图3 传统启动电路与改进启动电路的对比

为此,提贴片电感出了一种改进的启动电路设计,如图3(b)所示。初始阶段,三极管Q导通,

直流母线电压Vi通过R16对电容C4充电,同时直流母线电压Vi通过电阻R15对电容C18充电,Vb处的电压最终稳定在如一体成型电感下电压:

Vb=12+Vi*R2/(R15+R2) (7)

由于R15□R2,可以简单的认为Vb≈12V。由于控制芯片UC3844的启动和关断电压为16V和10V,为了使Q能够在系统稳定工作后关断,必须满足以下条件:

(8)

三极管Q关断后,控制系统进入稳定的工作状态,芯片UC3844由反馈绕组进行供电,直流母线电流不在流经启动电路,大大减小了损耗。

4 实验结果及分析

按照上面的分析,设计了基于UC3844B的多路单端反激式开关电源。主要参数如下:开关频率f=50kHz,直流输入电压波动为120V□375V,直流多路输出电压为+5V/3A, +15V/1A, +24V/0.5A。图4是传统启动电路和改进启动电路的启动电压波形比较图。

由图可以看出,当启动电压达到16V时,UC3844B便进入稳定的工作状态,并最终稳定在12V。通过比较可以看出,传统的控制策略需要0.4s使其启动电压达到16V,而改进的控制策略仅仅需要0.1s,减小了启动时间,提高了控制效率。

图5是开关电源分别在轻载和重载的情况下,一次侧的峰值电流和MO电感器厂家SFET的驱动电压波形。由图可以看出,MOSFET的调整周期大约为22μs,即频率约为45kHz,占空比约为40%,满足设计要求。通过对比还可以看出,轻载时开关电源工作在不连续模式下,一次侧电流从零开始增加;重载时开关电源工作在连续模式下,一次侧电流未通过零点,有一定的起始值。

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图4 传统和改进启动电路的启动电压波形比较图:(a)传统启动电路;(b)改进的启动电路

基于改进启动回路的反激式开关电源设计

图5 不同负载下的初级电流和触发脉冲波形: (a)轻载;(b)重载

5 结论

本文采用电流型脉宽调制芯片UC3844B,设计了一种单端反激式多路隔离输出辅助电源系统,并对其启动电路进行了改进。实验结果表明,改进的启动电路启动时间明显缩短,大大减小了能量浪费,同时开关电源工作稳定,满足设计要求,具有一定实用性。平面变压器厂家 | 平面电感厂家

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软开关ZVT和ZVS技术有什么区别?


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