开关电源课程设计PPT下载

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开关电源设计技术 线性电源缺点：效率低，体积大，重量大。优点：电路简单，干扰小。开关电源发展趋势高可靠性高功率密度低待机功耗高功率因数开关电源基本拓朴 BUCK 降压变换器开关电源基本拓朴 BOOST 升压变换器开关电源基本拓朴 BUCK BOOST 极性反转变换器开关电源基本拓朴 FLYBACK 单端反激变换器开关电源基本拓朴 FORWARD 单端正激变换器开关电源基本拓朴 2 SWITCH FORWARD 双管正激变换开关电源基本拓朴 ACTIVE CLAMP FORWARD 有源钳位正激变换器开关电源基本拓朴 PUSH PULL 推挽变换器开关电源基本拓朴 HALF BRIDGE 半桥变换器开关电源基本拓朴 FULL BRIDGE 全桥变换器功率因数校正 Power Factor Correction (PFC) 为什么要进行功率因数校正？如何实现功率因数校正？功率因数校正（PFC）为什么要进行功率因数校正？ 有功功率、无功功率、视在功率之间的关系 ： 功率因数校正（PFC）无PFC的典型电路和线路波形功率因数校正（PFC）无PFC的电路对电网的影响 (1)降低发电机有功功率的输出。 (2)降低输、变电设备的供电能力。 (3)造成线路电压损失增大和电能损耗的增加。 (4)造成线路高谐波成份。 功率因数校正（PFC） 一类是无源功率因数校正法； 另一类是有源功率因数校正法，它是通过在电网和电源装置之间串联插入功率因数校正装置，其中单相BOOST电路因具有效率高、电路简单、成本低等优点而得到广泛应用，并称之为有源功率因数校正（APFC）电路。在有源功率因数校正控制芯片中，其种类繁多，有峰值电流控制法、平均值电流控制法等。无源功率因数校正缺点 (1)功率因数不高。 (2)由于工作在工频，要求电感量大，电感体积就大。（3）工作范围窄，需要开关切换。 功率因数校正（PFC） PFC的实现功率因数校正（PFC）公司使用的PFC芯片LT1249 开关电源设计方法 单端反激电源设计 开关电源设计方法 3、根据输入电压和Po确定输入电容Cin。 推荐 2uF～3uF/ W 开关电源设计方法 4、根据输入电压确定反射输出电压Vor和钳位齐纳二极管电压Vclo。 设定反射电压： Vor＝135V 使用200V钳位齐纳二极管， Vclo ＝200V P6KE200A 开关电源设计方法 5、按所希望的工作模式和电流波形设定初级电流波形参数Kp。 对于通用输入（AC85V～265V）设定Kp＝0.4。开关电源设计方法 开关电源设计方法 6、根据Vmin和Vor确定 Dmax 推荐设定： Dmax ＜0.4。开关电源设计方法 开关电源设计方法 9、根据交流输入电压Vac，Po和η选择开关元件（PI） 开关电源设计方法 11、根据fs和Po选择磁芯和骨架，并从磁芯骨架产品目录中确定Ae，Le，Al，和Bw。 以上数据查表得到。 开关电源设计方法 13、计算初级绕组匝数Np和偏置绕组匝数Nb。 开关电源设计方法 14、计算次级峰值电流Isp。 开关电源设计方法 16、确定次级和偏置绕组最大反向峰值电压PIVs，PIVb。 开关电源设计方法 17、确定次级整流管和偏置绕组整流管。 整流管额定反向耐压：Vr≥ 1.25× PIVs 整流管额定电流：Id ≥3×Io 开关电源设计方法 18、确定次级输出电感L和滤波电容C。 次级输出电感L：采用3.3uH 滤波电容：低ESR 多电容并联使用开关电源设计方法 19、确定输入整流桥 单端反激电源典型波形次级整流二极管波形单端反激电源介绍变压器设计软磁磁芯特点：较高的导磁率，低的矫顽力，高的电阻率。 导磁率高，在一定的线圈匝数时，通过不大的激磁电流就能有较高的磁感应强度，线圈就能承受较高的外加电压，因此在输出一定功率要求下，可减轻磁芯体积。磁芯矫顽力低，磁滞回环面积小，则铁耗也小。高的电阻率，则涡流小，铁耗小。 变压器设计 磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。 动画演示： magnetic 变压器设计变压器的主要作用： 电气隔离； 磁耦合传送能量； 变比不同，达到升压或降压。变压器设计独立绕组变压器设计变压器设计变压器的结构变压器设计变压器线径计算 以每平方毫米通过5A电流计算，考虑趋肤效应，使用多股线或铜带。 （交流电通过导体时，各个部分的电流密度不均匀，导体内部电流密度小，导体表面电流密度大——趋肤） 电源设计技术安规设计 安全间距，漏电流，阻燃材料选择等。可靠性设计 应用成熟电路，电子元件的选用，降额设计（电阻），热设计等。可维护性设计 方便生产、维修等。电源设计技术 PCB布局和走线技巧 地线环路尽量小（举例：AD23次级地线走线 ） 变压器次级环路尽量小（环路等效电感感会折算到初级） 电容引脚走线 散热器的放置 电位器的放置。 电源设计技术开关电源的最佳布置的流程 a ) 放置变压器或电感； b ) 布置功率开关管电流环路； c ) 布置输出整流器电流环路； d ) 把控制电路与交流功率电路连接； e ) 布置输入环路和输入滤波器； f ) 布置输出负载环路和输出滤波器。电源设计技术冗余备份技术 1、串联 2、并联 1+1 N+1 串联电阻技术 串联二极管技术 均流技术 （UC3902） 谢 谢！b5i红软基地

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