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20W單端反激式開關電源方案之原理設計

作者: admin 時間:2018-02-22 來源:http://www.casacatones.com
摘要:小功率的單端反激式開關電源目前在加工制造和民用家居等領域,得到了較為廣泛的應用。在今明兩天的方案分享中,本文將會為大家分享一種20W的單端反激式開關電源設計方案,希望能夠對各...

小功率的單端反激式開關電源目前在加工制造和民用家居等領域,得到了較為廣泛的應用。在今明兩天的方案分享中,本文將會為大家分享一種20W的單端反激式開關電源設計方案,希望能夠對各位新人工程師的設計工作帶來一定的輔助作用。今天本文將會就這一開關電源方案中的原理設計情況展開簡要分析。

  單端反激式開關電源電路

  在本方案中,本文所設計的這一20W小功率單端反激式開關電源的典型電路結構,如下圖圖1所示。電路中的單端是指高頻變換器的磁芯僅工作在磁滯回線的一側,而反激式結構指的是當開關管VT1導通時,高頻變壓器T初級繞組的感應電壓為上正下負,整流二極管VD1處于截止狀態,副邊上沒有電流通過,能量儲存在高頻變壓器的初級繞組中。當開關管VT1截止時,變壓器T副邊上的電壓極性顛倒,使初級繞組中存儲的能量通過VD1整流和電容C濾波后向負載輸出。

  圖1

20W單端反激式開關電源方案之原理設計

單端反激式開關電源
 

  在本方案中,我們所設計的這一開關型穩壓電源采用的是全控型電力電子器件作為開關,同時這一方案是利用控制開關的占空比來調整輸出電壓的新型電源,具有體積小、重量輕、噪音小,以及可靠性高等特點。本設計旨在設計并制作出一種額定輸出功率為25W的通用的小功率開關電源,主要采用UC3842芯片以及其他的電路元件相配合,使設計出的開關電源具有自動穩壓功能。

  開關穩壓電源電路

  在本方案中,我們所設計的這一20W的單端反激式開關電源的原理框圖如下圖圖2所示??梢钥吹?,在圖2所展示的這一框圖結構中,交流電壓經整流電路及濾波電路整流濾波后,變成含有一定脈動成份的直流電壓,該電壓通過功率轉換電路進人高頻變換器被轉換成所需電壓值的方波,最后再將這個方波電壓經整流濾波變為所需要的直流電壓。

  在這一單端反激式的小功率開關電源中,本方案所設計的反饋控制電路為脈沖寬度調制器,它主要由取樣器、比較器、振蕩器、脈寬調制及基準電壓等電路構成。電壓反饋電路這部分電路目前己集成化,制成了各種開關電源專用集成電路??刂齐娐酚脕碚{整高頻開關元件的開關時間比例,以達到穩定輸出電壓的目的。

  圖2

20W單端反激式開關電源方案之原理設計

開關電源電路框圖

  元器件型號選擇

  在這一20W的小功率開關電源設計方案中,本文所設計的這一開關電源方案所需要L的電感量與EMI濾波器的額定電流I有關。需要指出的一點是,當額定電流較大時,共模扼流圈的線徑也要相應增大,以便能承受較大的電流。此外,適當增加電感量,可改善低頻衰減特性。Ca采用薄膜電容器,容量范圍大致是0.01μF~0.47μF,主要用來濾除差模干擾。Cb跨接在輸出端,并將電容器的中點接地,能有效地抑制共模干擾。Cb亦可并聯在輸入端,仍選用陶瓷電容,容量范圍是2200pF~0.1μF。為減小漏電流,電容量不得超過0.1μF,并且電容器中點應與大地接通。C1~C4的耐壓值均為630VDC或250VAC。因此,最后選取個元件參數如下:差模干擾抑制電容Ca選取0.1CaF,共模干擾抑制電感T=20mH,共模干擾抑制電容0.1CbF。

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