总是有童靴在EEPW论坛问开关电源的东西,今日以常用的反激开关电源的电路图为例,让咱们轻松读懂开关电源电路图!
一, 先分类
开关电源的拓扑结构依照功率巨细的分类如下:
10W以内常用RCC(自激振荡)拓扑办法
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
二, 说要点
在开关电源商场中,400W以下的电源大约占了商场的70-80%,而其间反激式电源又占大部分,简直常见的消费类产品满是反激式电源。
长处:本钱低,外围元件少,低耗能,适用于宽电压规模输入,可多组输出.
缺陷:输出纹波比较大。(输出加低内阻滤波电容或加LC噪声滤波器能够改进)
今日以最常用的反激开关电源的规划流程及元器材的挑选办法为例。给咱们解说怎么读懂反激开关电源电路图!
三, 画框图
一般来说,总的来分按变压器初测部分和次侧部分来阐明。开关电源的电路包含以下几个首要组成部分,如图1
图1,反激开关电源框图
四,原理图
图2是反激式开关电源的原理图,便是在图1框图的基础上,对各个部分进行具体的规划,当然,这些规划都是依照必定过程进行的。下面会依据这个原理图进行各个部分的规划阐明。
图2 典型反激开关电源原理图
五,保险管
图3 保险管
先认识一下电源的安规元件—保险管如图3。
效果: 安全防护。在电源出现异常时,为了维护中心器材不遭到损坏。
技术参数: 额外电压 ,额外电流 ,熔断时刻 。
分类: 快断、慢断、惯例
计算公式: 其间:Po:输出功率
η功率:(规划的评价值)
Vinmin :最小的输入电压
2:为经历值,在实践使用中,保险管的取值规模是理论值的1.5~3倍。
0.98: PF值
六,NTC和MOV
NTC 热敏电阻的方位如图4。
图4 NTC热敏电阻
图4中的RT为NTC,电阻值随温度升高而下降,按捺开机时发生的浪涌电压构成的浪涌电流。
图4中RV为MOV压敏电阻,压敏电阻是一种限压型维护器材,过电压维护、防雷、按捺浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪、维护半导体元器材等
七,XY电容
图5 X和Y电容
如图X电容,Y电容。依据IEC 60384-14,安规电容器分为X电容及Y电容:1. X电容是指跨与L-N之间的电容器, 2. Y电容是指跨与L-G/N-G之间的电容器。
X电容没有具体的计算公式,经历:若电路选用两级EMI,则前级挑选0.47uF,后级选用0.1uF电容。若为单级EMI,则挑选0.47uF电容。(电容的容量巨细跟电源功率没有直接关系)
Y电容的总容量一般都不能超越4700PF(472)
八,共模电感
图6 共模电感
共模电感上,有两个共模电感线圈。这两个线圈绕在同一铁芯上,匝数和相位都相同(绕制方向向反)。共模电感器要不易饱满,如此就需求挑选低B-H(磁芯损耗与饱满磁通密度)温度特性的资料,因需求较高的电感量,磁芯的μi值也就要高,一起还必须有较低的磁芯损耗和较高的BS(饱满磁通密度)值,契合上述要求之磁芯原料,现在以铁氧体原料最为适宜,磁芯巨细在规划时并没有必定的规则,原则上只需契合所需求的电感量,且在答应的低频损耗规模内,所规划的产品体积最小化。
因而,磁芯原料及巨细选取应以本钱、答应损耗、装置空间等做参阅。共模电感常用磁芯的μi约在2000~10000之间。
九,整流桥
图7 整流桥
十,高压发动与RCD箝位电路
图8高压发动与RCD箝位电路
红线圈起的电阻为I C的高压发动电阻,电阻阻值的挑选由IC特性决议。
蓝线圈起的部分为RCD箝位电路(也称为关断缓冲电路)。
十一,PWM IC 功用
图9 集成PWM的IC
PWM集成IC的效果:500V高压发动电路;电流操控形式;VCC具有过压维护功用;具有过载维护功用;500mA驱动才能;可调开关频率;内置谐波补偿电路。
各个器材的效果如下介绍:
R11为%&&&&&%作业频率调整电阻;
D2为辅佐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开机维护电阻;
C12为旁路电容;
U3-B为光耦反应端。
十二,MOS管
MOS管的耐压挑选:
为 S极间耐压要是两倍的直流输入最大电压
MOS管的耐电流挑选:
:MOS所经过的电流有效值
:输出电流
:输出功率
:最小输入直流电压值
:最大占空比
图10 MOS管 十三,变压器图11 变压器
变压器的线径计算是有规则的,特别是反激式电源变压器更应该留意:
在不同的频率下选取d也是不同的,在200KHz以下时,一般为4~5A/mm2,在200KHz以上时,一般为2~3A/mm2。
为了削减漏感,现在最好的、工艺最简略的绕制办法是初次级交织绕法也便是咱们常说的三明治绕法
十四,次级电路
1. 限流电路由R18、U5、C17、R9、R20、R21 组成。作业原理:R18为回路的电流检测电阻,为了下降损耗,此电阻挑选时尽量的小。
图12 限流回路
2. U5为运算扩大器LM358,358内部由两个运放,咱们将两个运放一个做扩大器,一个做比较器,将检测电阻上的电压值扩大32.4倍后与基准电压做比较。当运放值低于基准值时,比较器输出高电平(358VCC电压),当运放值高于基准电压值时,比较器输出低电平(相对于接地).
3. C10,C15和C9为次级滤波%&&&&&%。
4. D3为次级整流二极管。
图13 次级电路
图14 TL431 光耦和LM358
5. C8、C4、R19组成了431所需的收回回路补偿,以便安稳操控回路。TL431 是开关电源次级反应最常用的基准和差错扩大器材。
6. U3光耦阻隔是选用光电耦合器进行阻隔,阻隔电压为发光管和光敏三极管的阻隔电压的最小值。
总结:反激电源是日子中用到最多的电源,作为电子工程师来说了解和了解反激电源的组成结构和规划是十分必要的。反激电源的规划难点在于变压器及反应补偿环路。反应补偿环路的牵扯的内容太杂乱,有时机和咱们做具体的讨论。