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基于UC3845的反激开关电源设计.doc

基于UC3845的反激开关电源设计

流年终于刺破谎言
2019-02-08 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《基于UC3845的反激开关电源设计doc》,可适用于IT/计算机领域

本电源设计拟采用UC电流控制型芯片开关电源。电源数量:V.两路VVVVV其中之间需要互相隔离。之间可以不隔离。每路功耗分析、V要求电流最大不超过Ma,故该路路最大功率P=*=W。、两路V相同只是要互相隔离每路功率为W,故P=*=W。、第路V主要为系统控制部分供电其第路和第路均由第路而来。为保证可靠性并为以后升级留下余量电源系统V能够提供的电流大于mA整个系统在V上消耗的电流与外部条件有很大的关系这里假设不超过ma,故V电源能够提供ma电流电流即可。与V连接的外设有:液晶的部分接口外部RTC接口键盘接口ADC接口其他如指示灯蜂鸣器看门狗等。故P=**=W。、从V到V和V通过LEO芯片(SPX或者LM)这两个芯片要消耗一定的功耗。从V到V压降V电流为A故P=*=W从V到V压降为V电流为A故P=*=W。所以P==W。、液晶主要有V和V供电功耗P为两片SED功耗*=W还有背光电源的功耗估算为W,故P==W。从以上分析来看系统总的最大功耗Pmax=PPPPP==W=W。所以最后需要的电源:、VA、两路VA、VA、VA高频变压器设计方法一高频变压器的设计是研制单片开关电源的关键技术。根据要求直流输入电压的范围是~V最大占空比为工作频率f=KHz,输出端二极管压降=V。则K=VsmaxVsmin== =()K=则:)、算原边绕组流过的峰值电流利用公式假设直流波纹V,设反激变压器最大占空比,代入上式得=。)、计算原边绕组的电感值 设计中取=,由式假设电压波动下限为%,则=)、选择磁心尺寸 计算磁心面积乘AP。AP为Aw(磁心窗口面积)和Ae(磁心有效截面积)的乘积。如果原边绕组的线径为,带绕组的磁芯所占得AP值表示为,可以按照下式计算式中表明工作磁感应强度变化值取饱和值的一半。在这里我们选定铁氧体材料的EE磁心时=Gs。磁心有效截面积磁心窗口面积。我们选择导线时确定电流密度值为cmA则通过A电流时需要的圆密耳为A*cmA=cm。所以我们选择AGW#其直径最大为英寸。所以将=代入上式得占窗口大部分面积的是副边绕组(因电流大导线多股等原因)和绝缘材料一般只有AP的(~)以下取=AP所以而我们选定的EE磁心与线圈骨架乘积为>选取此型号磁心与线圈骨架满足要求。)、计算应留出的空气隙 由于反激工作模式是单向激磁为防止磁饱和应加气隙。气隙有较大的磁阻而且能量是储存在气隙所构成的体积中用下式可以算得因此硬在磁心中心柱打磨出cm或在磁心两外测心柱各打磨出cm在这个基础上在进行调整。也可以选取已有气隙相近的磁心并直接进行调整。)、原边绕组匝数计算 用匝或匝所以取=匝)副边绕组匝数计算按照输入最小电压导通占空比最大使用下算得各副边绕组的匝数,V匝.两路V匝取匝V匝V匝)、副边绕组的线径按照电流密度值为cmA计算。、VA通过A电流需要cmA(圆密耳)、两路VA通过A电流需要cmA(圆密耳)、VA通过A电流需要cmA(圆密耳)、VA通过A电流需要cmA(圆密耳)方法二、选择磁心大小根据要求直流输入电压的范围是~V最大占空比为D=工作频率为KHz,输出端二极管压降=V。则变压器传输的功率为 。在这里我们选定铁氧体材料的EE磁心时=Gs。。磁心有效截面积磁心窗口面积 。、计算原边绕组开关管的最大导通时间对应在最低输入电压和最大负载时发生。这里D=工作频率为KHz、计算最低直流输入电压假设电压波动下限为%则。、选择工作时候磁通密度值(振幅)这里我们选定铁氧体材料的EE磁心时=Gs=T=mT。。、计算原边匝数因为作用电压是一个方波一个导通期间的伏秒值与原边匝数关系计算得匝取=匝磁心有效截面积磁心窗口面积 。、计算副边匝数以V为反馈端故以V输出端为标准设整流二极管压降为V绕组压降为V则V绕组电压值为++=V原边绕组每匝伏数=则V绕组匝数取匝、计算选定匝数下的占空比辅助输出绕组匝数因为副边绕组取整数匝反激电压小于正激电压新的每匝得反激电压是。占空比必须以同样的比率来维持伏秒值相等。)、VA对于V直流输出考虑绕组及二极管压降V后为V)、两路VA取匝)、VA)、VA取匝、确定磁心气隙大小上面已经说过带气隙的磁心在一个更大得磁场强度H值下才会产生磁饱和因此可以经受一个更大的直流成分。实际工作是通过气隙大小调整来选定能量的传递方式。设、、分别为开关管导通时候电感线圈流过的最小电流、最大电流、平均电流。一般情况下设取=则==在周期的平均输入电流相应的值为在期间电流变化量原边电感气隙可以用下式计算、检测磁心磁通密度和饱和区间检测磁心的最大磁感应强度是必要的这可确保提供一个最大工作值和饱和值之间的适度区间。在任何情况下包括瞬时负载和高温应避免磁心饱和。这可以使用两种方法来检测:对变换器的测量或计算。)、测量磁心饱和边界。把输入电压设置到能维持控制的最低值V设置输出负载到最大功率值在示波器上直接观察原边线圈流过的电流波形减小工作频率直到观察到磁饱和现象(此时电流脉冲结束时电流突然上升)。计算在情况下的与正常的时间增加的百分比可得出在一般情况下的磁感应强度的边界。磁边界还应考虑在高温下允许磁感应强度会降低并允许在磁心气隙和瞬时要求中有%的容量。如果留的边界不足%时可增加气隙。)、计算磁饱和边界。计算交流磁通产生磁感应强度变化幅值。使用磁感应强度与直流电流相关的关系计算直流成分。假设磁心所有磁阻都集中在气隙中显然作为一个比较保守的结果可得到一个较高的直流磁感应强度。此近似值允许使用一个简单的公式交流和直流磁感应强度之和得到磁感应强度最大值检查在时的磁心材料特性的边界在mT左右故工作留有余量设计通过。控制电路设计、功率开关管的选择功率开关管上承受的电压应力和电流应力为故应选择耐压超过V,电流A以上。、振荡频率的设置开关频率为KHz,而UC的振荡频率是开关频率的倍所以振荡频率为KHz。选时间电容C=nF=uF根据式得时间电阻的值R=。取标称值K。、流检测电阻和滤波网络的选取电流检测电阻R和C组成得滤波网络时间常数近似等于电流尖峰持续时间(几百纳秒)取R=,C=pF。、驱动电路电阻R是为抑制寄生振荡而加入的取R=电阻R为开关管的输入电容提供泄放回路取其值为KD为防止输出噪声馈电给振荡器选用N。、噪声抑制为了抑制噪声UC的脚及脚与脚(GND)之间各接了个小的瓷片旁路电容取其值为uF。、斜坡补偿斜坡补偿可以采用在脚和脚之间接一个电阻和电容。在这里接一电容取其值为pF或者接K左右的电阻。、箍位电路的设计、输出整流滤波电路设计输出整流滤波电路由整流二极管和滤波电容构成输出整流二极管的开关损耗占系统损耗的六分之一到五分之一是影响开关电源效率的主要因素包括正向导通损耗和反向恢复损耗。由于肖特基二极管导通时正向压降较低因此具有更低的正向导通损耗。此外肖特基二极管反向恢复时间短在降低反向恢复损耗以及消除输出电压中的纹波方面有明显的性能优势选用肖特基二极管作为整流二极管。对输出滤波电容选用ESR(等效串联阻抗)低耐压高的电容。、反馈电路设计外部误差放大器由TL组成+V输出电压经RR分压后得到的取样电压与TL中的V带隙基准电压进行比较。当+V输出端电压大于V时取样电压>V光耦U(CNY)使控制端电流Ic增大TOPY的输出占空比减小使+V输出端电压维持减小达到稳压目的。光耦工作在线性状态起隔离作用如果所选光耦的CRT(电流放大率)上限超过容易造成TOP过压保护。相反若CTR下限小于占空比将不能随反馈电流的增大而减小从而导致过流。因此应选择CTR范围接近的光耦。

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