单端反激式开关电源设计:从入门到精通

和VMAX.

步骤4_输入整流桥的选择

步骤5_确定反射的输出电压VOR以及钳位稳压管电压VCLO

步骤6_对应相应的工作模式及电流波形设定电流波形参数KP:当KP≤1时,KP=KRP;当KP≥1时,KP=KDP

步骤7_根据VMIN和VOR确定DMAX

步骤8_计算初级峰值电流IP、输入平均电流IAVG和初级RMS电流IRMS

步骤9_基于AC输入电压,VO、PO以及效率选定MOS管芯片

步骤10_设定外部限流点降低的ILIMIT降低因数KI

步骤11_通过IP和ILIMIT的比较验证MOS芯片选择的正确性

步骤12_计算功率开关管热阻选择散热片验证MOS芯片选择的正确性

步骤13_计算初级电感量LP

步骤14_选择磁芯和骨架,再从磁芯和骨架的数据手册中得到Ae,le,AL,和BW的参考值

步骤15_根据初级电感量大小以及磁芯参数计算初级绕组圈数NP

步骤16_计算次级绕组圈数NS以及偏置绕组圈数NB

步骤17_确定初级绕组线径参数OD、DIA、AWG

步骤18_步骤23-检查BM、CMA以及Lg。如果有必要可以通过改变L、NP或NS或磁芯/骨架的方法对其进行迭代,直到满足规定的范围

步骤24 –确认BP≤4200高斯。如有必要,减小限流点降低因数KI

步骤25 –计算次级峰值电流ISP

步骤26 –计算次级RMS电流ISRMS

步骤27 –确定次级绕组线径参数ODS、DIAS、AWGS

步骤28 –确定输出电容的纹波电流IRIPPLE

步骤29 –确定次级及偏置绕组的最大峰值反向电压PIVS,PIVB

步骤30 –根据VR和ID选择输出整流管

步骤31 –输出电容的选择

步骤32 –后级滤波器电感L和电容C的选择

步骤33 –从表10选择偏置绕组的整流管

步骤34 –偏置绕组电容的选择

步骤35 –控制极引脚电容及串联电阻的选择

步骤36 –根据图3、4、5及6中所示的参考反馈电路的类型,选用相应的反馈电路元件

步骤37 –环路动态补偿设计,以TOP-GX系列芯片为例

步骤1_确定应用需求

1.1 输入要求:

1.1.1输入交流电压:

交流输入最小电压:VAC(min) ,交流输入最大电压:VAC(MAX)

单位: V

交流输入电压大小主要受限于国家电网单想市电输出标准,常见的交流电压输入范围有:

(1) 宽电压范围; AC85V---265V。

(2) 230或115倍压整流AC195-265V。

(3) 自定义输入范围。

1.1.2输入交流电压频率: FL,单位Hz

50HZ或者60HZ,详细信息可百度下世界电网频率表即可。本例设计取50HZ.

1.1.3 开关频率:Fs, 单位kHz

大于20KHZ,常用50KHZ~200KHZ,具体由开关芯片决定.

1.1.4 电源效率:η

低电压(5V以下)输出时,效率可取75%;

中等电压(5V到12V之间)输出时,可选80%;

高压(12V以上)输出时,效率可取85%;

可参考开关芯片厂商数据手册建议,如果没有更好的参考依据,可以使用80%~85%

1.2 输出要求:

1.2.1、输出电压:Vo,单位V

取决于用户应用需求,主要由负载工作电压决定.

1.2.2、输出电流:IO,单位A

取决于用户应用需求,主要由负载工作电流决定。

1.2.3、稳压精度:电压调整率,负载调整率,纹波及噪声;

1.2.4、瞬态特性:启动时间,保持时间,输出电压的上升时间、

下降时间、过冲、欠冲。

1.3 保护功能及附属功能

1.3.1、 OCP,OVP,OTP,欠压保护,限功率;

1.3.2、 绝缘电阻、绝缘电压、漏电流。

1.4 结构要求:

1、外形尺寸,2、外包装,3、安装条件,4、冷却方式,5、接口方式,6、重量,7、名牌。

1.5 安规标准及EMC标准:

1、认证标志,3C,UL,GS,PSE,

2、EMI测试标准。

1.6 使用环境条件:

温度、湿度,耐振动冲击

1.7 寿命

1.8 开关电源专业术语

SMPS------------------------------开关电源

PCB--------------------------------印制电路板

PFC---------------------------------功率因数校正

PWM--------------------------------脉宽调制

FET-----------------------------------场效应管

MTBF---------------------------------平均无故障时间

NTC------------------------------------负温度系数

SOA------------------------------------安全工作区

UVLO-----------------------------------欠压锁定

OCP-------------------------------------过流保护

OVP-------------------------------------过压保护

OTP-------------------------------------过温保护

Irms, Iavg, Ir, Ip------电流的有效值,平均值,纹波值,峰值

EMC------------------------------------电磁兼容

RFI---------------------------------------射频干扰

ROHS-------------------------------------危害性物质限制指令

步骤2_根据应用需求选择反馈电路和偏置电压

以PI公司的TOP系列芯片为例,其他品牌开关芯片的选取原则同样可以基于此原则。首先解释个名词术语:

2.1、负载调整率

百度百科是这样解释的:

负载调整率 (LOAD REGULATION)电源负载的变化会引起电源输出的变化,负载增加,输出降低,相反负载减少,输出升高。好的电源负载变化引起的输出变化较小,通常指标为3%--5%。负载调整率是衡量电源好坏的指标。好的电源输出接负载时电压降较小。

负载调整率=(空载时输出电压-满载时输出电压)/(额定负载时输出电压)*100%

这是稳压电源的一项重要指标,体现当负载电流变化时稳压电源的输出电压相应的变化情况,通常以输出电流从0变化到额定最大电流时,输出电压的变化量和输出电压的百分比值来表示。例如某5V直流稳压电源的输出电流从0增加到最大电流1A,它的输出电压从5.00V降到了4.50V,降落值0.5V除以标称输出电压5V,得10%这就是该电源的负载调整率。

2.2、反馈电路和偏置电压参考

·使用初级反馈成本最低(仅适合低功率的应用)

·使用光耦器/稳压管反馈成本低且输出精度好

·使用光耦器/TL431反馈输出精度最好

(1)初级/基本反馈电路

2初级/增强反馈电路

3、光耦/稳压管反馈电路

4、光耦器/TL431反馈电路

以上来源于:头条电子电路设计与开发

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