反激電源的設(shè)計(jì)步驟是怎樣的?反激電源電路圖解
反激拓?fù)涞那吧硎?Buck-Boost 變換器,只不過就是在 Buck-Boost 變換器的開關(guān)管和續(xù)流二極管之間放入一個(gè)變壓器,從而實(shí)現(xiàn)輸入與輸出電氣隔離的一種方式,因此,反激變換器也就是帶隔離的 Buck-Boost 變換器。
工作原理簡(jiǎn)單介紹下
1.在管子打開的時(shí)候,二極管 D1 反向偏置關(guān)斷,電流 Is 流過電感 L,電感電流 IL 線性上升,儲(chǔ)存能量!
2.當(dāng)管子關(guān)斷時(shí),電感電流不能突變,電感兩端電壓反向?yàn)樯县?fù)下正,二極管 D1 正向偏置開通!給電容 C 充電及負(fù)載提供能量!
3.接著開始下個(gè)周期!
從上面工作可以看出,Buck-Boost 變換器是先儲(chǔ)能再釋放能量,VS 不直接向輸出提供能量,而是管子打開時(shí),把能量?jī)?chǔ)存在電感,管子關(guān)斷時(shí),電感向輸出提供能量。
第1步我們先要確定應(yīng)用的需求,輸入電壓,輸出電壓輸出電流等等參數(shù),我們才好進(jìn)一步選擇器件。
第2步選擇合適的NTC電阻
為了避免電路開機(jī)瞬間產(chǎn)生的浪涌電流,在電源電路中串接一個(gè)功率型NTC熱敏電阻,能有效的抑制開機(jī)時(shí)的浪涌電流,并在完成浪涌電流抑制作用后,由于通過其電流的持續(xù)作用,電阻的阻值將下降的一個(gè)非常小的程度,它消耗的功率可以忽略不計(jì),不會(huì)對(duì)正常的工作電流造成影響,所以在中小功率回路中使用功率型NTC熱敏電阻,是抑制開機(jī)浪涌電流保護(hù)電子設(shè)備免遭破壞的最為簡(jiǎn)便而有效的措施。(大功率電路一般選擇功率電阻與繼電器并聯(lián),啟動(dòng)時(shí)刻通過功率電阻限制浪涌電流,啟動(dòng)完成時(shí)候通過繼電器短路功率電阻來減小損耗)
第3步EMI電路設(shè)計(jì),先來幾個(gè)概念(來自百度),電磁兼容性(EMC)是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。因此,EMC包括兩個(gè)方面的要求:一方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過程中對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值(EMI);另一方面是指器具對(duì)所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度,即電磁敏感性(EMS)。
第4步整流橋的選擇,整流橋的通流量選擇一般是按照平均電流留一定余量來選擇,但是,在不帶PFC的電路中,真實(shí)的充電電流是一個(gè)很小的窄脈沖(與濾波電容大小有關(guān)),這個(gè)窄脈沖的幅值很高,會(huì)達(dá)到輸入平均電流的5倍以上,因此,在選擇整流橋的額定電流時(shí),一般選擇輸入電流的3-10倍。
第5步輸入濾波電容的計(jì)算,輸入濾波電容的選擇跟輸出功率及效率有關(guān),既可以詳細(xì)計(jì)算,也可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取,我們知道,整流后直流電壓的波峰值為輸入電壓峰值,但波谷值卻是受濾波電容的容值影響,因此首先確定整流后的波谷值,可以計(jì)算需要的濾波電容值。但如果根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇了濾波電容的容值,同樣可以計(jì)算整流后直流電壓的波谷值。
第五步控制IC, 控制IC以UC3842為例,3842內(nèi)部邏輯框圖如下圖所示。工作原理也相當(dāng)簡(jiǎn)單,IC工作后,內(nèi)部產(chǎn)生的5V基準(zhǔn)經(jīng)過分壓提供一個(gè)2.5V基準(zhǔn),輸出電壓反饋信號(hào)與基準(zhǔn)比較,產(chǎn)生一個(gè)誤差放大器輸出,與電流信號(hào)比較,從而控制占空比,調(diào)整輸出電壓。
第6步變壓器的設(shè)計(jì):
1.先確定輸入電壓,一般是按照最低輸入直流電壓計(jì)算 VINmin 計(jì)算
A.要是直流輸入按直流的最低輸入來計(jì)算;
B.要是輸入為交流電,一般對(duì)于單相交流整流用電容濾波,直流電壓不會(huì)超
過交流輸入電壓有效值的 1.4 倍,也不低于 1.2 倍。
列如,全范圍交流輸入 85-265VAC 的電源,一般按 85VAC 時(shí)計(jì)算,那
VINmin=85*1.2=102V,一般會(huì)取整數(shù)按 100VDC 計(jì)算。
2.確定導(dǎo)通時(shí)間 Ton
導(dǎo)通時(shí)間 Ton=T*D
T 為周期 T=1/F
D 為最大占空比,一般在最低輸入電壓的時(shí)候,D 會(huì)最大,保證輸出穩(wěn)定。
注意大的占空比可以降低初級(jí)的電流有效值,和 MOS 的導(dǎo)通損耗,但是根據(jù)伏秒法則,初級(jí)占空比大了,次級(jí)的肯定會(huì)小,那么次級(jí)的峰值電流會(huì)變大,電流有效值變大,會(huì)導(dǎo)致輸出紋波變大!所以,一般單端反激拓?fù)涞恼伎毡冗x取不要超過 0.5。
而且一般的電流控制模式,占空比大于 0.5 要加斜率補(bǔ)償?shù)?,?duì)調(diào)試是個(gè)難度。還有一重要的是你的占空比決定你的匝比,匝比決定啥,反射電壓VF,忘了再去上邊看下,再加上你漏感引起的尖峰,最終影響你 MOS 的耐壓。占空比越小匝比越小,反射電壓 VF 越低,MOS 的電壓應(yīng)力小。反之 MOS 的電壓應(yīng)力大,所以占空比要考慮好了。要保證再最高電壓下你的 VDS 電壓在 MOS 的規(guī)定電壓以下,最好是降額使用,流出足夠的余量來!