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    关于MPS中小功率隔离型开关电源设计分析和介绍

    时间:2020-10-25 13:50:48 阅读量: 开关电源,变换器,功率,

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    关于MPS中小功率隔离型<a href='https://www.ruidan.com/goods/321
' target='_blank' style='color:blue'>开关</a>电源设计分析和介绍

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    副边电流连续,电流峰值小,变压器铜损小,温升低,铁芯小

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    缺点:

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    一般管理工作在CCM,对于一个开环控制工作进行系统,输出接假负载,保证轻载时也工作在电流连续发展状态

    反激变换器 (Flyback Converter)

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    价格便宜,电路简单(只有一个变压器,且输出没有电感和续流二极管)

    缺点:

    输出纹波大,损耗大,效率低,通常用于低功率场合:P<150W

    反激变换器通常添加气隙防止变压器的饱和度(除了气隙磁化曲线变得平坦后,更多的能量被传递)

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    正负交变磁通的变压器,利用率高

    缺点:

    结构进行较为系统复杂,电流加倍(输入输出电压为VI/2)

    晶体管之耐压为输入电压,通常用于高输入电压场合

    Something, Something, Something, Something

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    缺点:

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    全桥变换器 (Full-Bridge Converter)

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    变压器原边仅一个绕组,变压器技术可以提高工作在正负两个发展方向,铁芯利用率具有较高,且有能力较高之效率

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    输出电压纹波频率为开关频率的两倍,输出滤波电感电容小

    全桥式变换器的功率晶体管,其所须承受之电压与电流都比其它变换器小,因此,非常适合应用在大功率输出之装置

    缺点:

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    五种基本拓扑及其发展衍生产业结构是目前我国主流隔离型DCDC开关电源管理方案,MPS在反激型和半桥谐振型电路进行驱动系统方案设计上有较丰富的产品供选择。

    这里可以针对反激型(Flyback)电路的设计技术要点问题进行研究概述,使你飞速发展进阶,可独立工作进行反激开关电源的设计:

    反激式基本特征:??

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    对于反激转换器的应用是小于150W最常见的转换拓扑(图1)

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    图1: 典型的反激电路结构

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    图2:简化的反激结构

    基本功能特性主要包括(参考图2) ?

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    能不能突变,磁通不能突变

    工作原理: ?

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    功率管导通时,仅初级绕组处于激活状态,变压器为一简单串联电感器,初级线圈之变化率,则可表示为:

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    一次绕组电流线性增加,铁芯中的磁通密度从剩磁增加到工作峰。

    2功率管截止时,初级绕组电流降为零,由于安匝(磁通密度)不能突变,变压器绕组极性变化,副边二极管导通,反馈能量。

    次级线圈之变化率,则可表示为:

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    次级圈电流由最大值变至零,此时在铁芯中之磁通密度会从工作进行峰值温度降至剩磁。

    3对于反激式变换器,在一个周期内,可以自动完成磁复位。

    设计的通用设计参数:??

    1 ?VOR的选择

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    在开关关断期间,次级绕组的两端反射的输出电压。这个电压会通过变压器比出现在初级绕组的两端?这个电压是输出电压的反射电压???

    VOR较高:一次电流的峰值和均方根值较低;开关关闭时,二次二极管两端加电压;开关关闭时,开关两端加电压;二次侧峰值电流增大;占空比增大;

    VOR较低:通常可以适用于多路数据输出的设计 ;导致一些次级二极管两端同时承受的反向工作电压水平较高 ;增大初级侧的峰值电流 。

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    根据程序设计要求,将有软开关和开关损耗硬开关的设计之间的差异会有所不同。 ???

    2?初级侧开关损耗

    导通损耗

    RMS电流和导通电阻RDS(ON)

    为降低导通损耗 ,可以降低 RMS 电流或者降低 RDS(ON)

    硬开关引起开关损耗

    取决于输入电压、VOR、峰值一次电流、开关频率和开关速度

    为降低开关损耗,可以通过降低 VOR、开关工作频率或者增大开关发展速度

    相对于由于硬开关损耗开关损耗软开关是小型(图3)

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    图3:硬开关、软开关设备损耗模型示意

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