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常見的AC-DC電源模塊設計分析(下)
編輯:上海真人视讯電子科技有限公司   發布時間:2019-04-09

(3)計算原邊匝數

變壓器輸入電壓是一個方波,導通期間的伏秒值和原邊匝數關係為原邊匝數(Np)等於原邊直流電壓(Vs) *導通時間(ton)除於(BAC * 磁芯有效麵積(AE)),公式為:Np=Vs *ton/ (BAC * AE ),即:110*6.84/(0.25*12.5)=240匝。


(4)原邊電感量的計算

假設在最大占空比時,當開關管開通時原邊電流為Ip1,關斷時原邊電流上升到Ip2,若Ip1為0,則說明變換器工作於斷續模式,否則工作於連續模式。電源工作設計為連續模式可以使開關管、線路的損耗都較小,還可以減輕輸入輸出電容的工作。由能量守恒有下式:1/2*(Ip1+Ip2)*D*Vs=P/η連續模式,令Ip2=3Ip1,可以求出變換器的原邊電流,由此得到原邊電感量為Lp= D*Vs/(f*ΔIp),ΔIP=Ip2-Ip1=2Ip1。


4、輸出整流濾波

因為輸出電壓是DC 5V,需要變壓器變換過來的低壓方波整流成直流,然後用鋁電解電容儲能濾波。


整流的工作頻率等於功率開關管的開關頻率,需要使用具有快速恢複功能的肖特基整流二極管作為輸出整流二極管。輸出整流二極管的標準電流值(IF)應為輸出直流電流額定值(Io)的3倍以上,整流管的反向耐壓值的計算:輸入電壓的最高值/匝比,即265*1.3/16.36=25.8 V。


整流使用的鋁電解電容容量要大和交流電阻要較低,否則無法濾除電流中的高頻交流電,還要考慮封裝體積不能過大,比如選用標準值為330μF/10V的鋁電解電容。為降低輸出紋波,在電源的輸出端要增加LC濾波單元,L取10μH左右的Ф4*7的小工字電感,C取100μF/10V的鋁電解電容。


5、控製反饋單元

控製反饋電路采用電壓基準源TL431加光電耦合器P521組合作為參考、隔離、取樣。它可以將輸出電壓的變化控製在±1%以內。反饋電壓由輸出端取樣,輸出電壓V0通過分壓電阻R63、R64獲得取樣電壓,和TL431中的2.5V基準電壓進行比較並輸出誤差電壓,最後通過光電耦合器改變VIPer12A芯片的控製端電流IFB,再通過改變PWM寬度來調節輸出電壓V0使其保持不變,光電耦合器的另一個作用是對原、副邊進行隔離。


設計AC-DC電源模塊不僅是從小體積、低功耗、重量輕、可靠性、電磁兼容性、高效率等多個特點出發,還要從電子設備的發展出發。


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