反激式开关电源设计资料
正激式與反激式開關電源的區別:
1、反激式的變壓器可以看做是一個帶變壓功能的電感,是一個buck-boost電路;正激式的變壓器只有變壓功能,整
體可以看成一個帶有電壓器的buck電路。
2、二次側接第一個整流二極管的負端接電解電容的是反激式開關電源,接電感的是正激式開關電源。
3、主要區別:正激式是當變壓器原邊開關管導通時能量被傳到負載上,當開關管截止時是變壓器的能量要通過磁復
位電路去磁;反激式當原邊開關管導通時給變壓器存儲能量,但能量不會加載在負載上,當開關管截止時,變壓器的
能量釋放到負載側;正激式開關電源,后面的那個二極管是續流二極管,一般輸出部分還會加一個儲能電感,正激和
反激最主要的區別是變壓器初、次級的相位是相反的。
4、最大區別:當開關管關斷時,正激的輸出主要靠儲能電感和續流二極管來維持輸出,而反激的輸出主要靠變壓器
次級釋放能量來維持輸出。?
?正激式電路不宜做多路輸出,正激電路要用脈寬調整做穩壓,必須在次級整流以后串電感,不然輸出電壓主要由輸
入決定,與脈寬影響不大,脈寬只影響輸出紋波。
??? 反激式在原理上就適合多路輸出穩壓,反激式首先儲能,后把能量按各路的電壓比率供給每一路,可以認為每路的輸出比例是不變的,按照電流誰需要多給誰多的原則。
5、關于反饋
??? 被反饋的一路總是很準的,因為是按照他來反饋調節的,但反饋的一路一定要有一點負載,不然會加大輸出電路間
的不平衡。可以用多路加權來進行反饋,就可以使誤差的矢量和為0,就是讓誤差在各路間均衡,哪路的權重大,哪
路的精度就高。變壓器遵守各個瞬態電壓比等于線圈比。
6、關于開關電源
??? 正激與反激相比最大的問題是器件更多,但都是必不可少的,成本都是很高的。電路比反激式多用一個大儲能濾波
電感以及一個續流二極管。正激式電壓器開關電源輸出電壓受占空比的調制幅度,相比反激式要低很多,因此,正激
式要求占空比的誤差信號幅度比較高,誤差信號放大器的增益和動態范圍也比較大。
??? 正激式變壓器開關電源為了減少變壓器的勵磁電流,提高工作效率,變壓器的伏秒容量一般都取得比較大,并且為
了防止變壓器初級線圈產生的反電動勢把開關管擊穿,正激式變壓器開關電源的變壓器要比反激式變壓器開關電源的
變壓器多一個反電動勢吸收繞組,因此,正激式變壓器開關電源的變壓器的體積要比反激式變壓器開關電源的變壓器
的體積大。
??? 正激式還有一個更大的缺點是在控制開關關斷時,變壓器初級線圈產生的反電動勢要比反激式產生的反電動勢高。
因為一般正激式變壓器工作時,控制開關的占空比在0.5左右,而反激式的占空比取得都比較小。
7、應用區別
??? 正激式變壓器不儲蓄能量,只負擔耦合傳輸,反激式變壓器需要把開通過程中的能量儲蓄在本身,關斷過程中再釋放;
??? 正激式繞組相位相同,反激式繞組反相;
??? 正激式變壓器不用調節電感值,反激式需要;
??? 正激式工作存在剩磁為放飽和需消磁電路,本身不能儲能需要儲能線圈和續流二極管,反激式不用。
??? 反激式主要應用在150-200W以下的情況,正激式用在150-幾百W之間,之所以反激式更廣泛是因為日常中100W以下的電源比較常見,所以應用比較廣泛。
??? 正激式初級繞組同名端都是正極所以叫正激,反激一個在正一個在負所以叫反激。
??? 反激式可做小功率,成本低,調試相對簡單,所以在小功率電源中常用;區別:主變壓器方面,正激的需要增加消
磁繞組,當然也有的用增加兩個二極管在主繞組進行消磁,無論如何正激都需要增加消磁回路。反激不用增加輸出儲
能電感,因為能量可以儲存在次級線圈中,正激必須增加輸出儲能電感,且整流部分需增加續流二極管。
開關變壓器伏秒容量的計算與測量
開關電源設計基本知識:
1、開關變壓器的伏秒容量
2、變壓器磁芯的磁化曲線
3、開關變壓器初級線圈匝數的計算
4、開關變壓器的直流迭加特性
5、開關變壓器磁芯氣隙的選取
反激式變壓器設計步驟:
1、確定電源規格
1)輸入電壓范圍 Vin
2)輸出電壓/負載電流 Vout??? Pout
3)轉換效率 η=??? Pin=Pout/η
2、工作頻率、匝比,最低輸入電壓和最大占空比確定
匝比:
最低輸入電壓:
工作頻率:
最大占空比:
3、變壓器初級峰值電流的計算
4、變壓器初級電感量的計算
5、變壓器鐵芯的選擇
6、變壓器初級匝數
7、變壓器次級匝數的計算
原邊反饋和副邊反饋區別:
1、節省光耦431,PCB板比較小,相對成本較低,輸出精度不如副邊
反饋,12W小功率產品有優勢,適合手機充電器等。
2、副邊反饋:需要加光耦431(輸出精度要求不高的可以省略光耦
431),容性負載和動態響應比較好,成本相對要高,適合機頂盒等
網絡產品適配器。
光耦431:光耦和TL431穩壓電路
TL431提供一個穩定的基準電壓,輸出電壓通過一個固定阻值的限流電阻和光耦內部發光二極管加到基準電壓上,當
輸出電壓增大時,流過二極管的電流增大,光耦內的光敏三極管基極的光強增大,其CE結電壓降低,這個電壓又被
反送到集成電路內部的誤差電路和比較電路,比較器的輸出電壓耦合到電源開關管迫使開關管導通時間變短,導通時
間變短,開關變壓器的儲能時間變短,儲存在變壓器的能量就會變少,在開關管截止時,變壓器耦合到次級的能力也
就減少,輸出電壓就會降低;反之亦然,輸出電壓降低時,開關管導通時間加長,儲能增加,輸出電壓提高。這樣,
經過一個環路的反饋,就可以輸出穩定電壓。
總結
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