【導讀】上一篇文章講述了關于MOS管如何使反激電源達到90%的效率,本文從變壓器入手,詳解了變壓器的設計,以及對反激電源效率的作用。本文由資深達人整理的反激電源設計經驗,希望能夠對大家有所幫助。
圖1
如圖1所示,打開PExprt,輸入我們要設計的參數,先看看情況。然后調整好砸比和紋波率,看下CCM模式次級電流峰值。
圖2
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現在目前準備用兩種方案同步設計下:
1、雙端反激式,每個變壓器輸出20A,同步整流。
2、雙端反激式,每端初級串聯,次級獨立輸出各10A,這個方法要評估初級串聯的平衡性,肖特基輸出。
下面放出兩種方案的原理圖。
先來看第一個方案的簡易原理圖,這樣便于在saber中仿真評估。
圖8
首先這個產品就是要選定一個合適的頻率,頻率越高,磁芯就可以選的越小,輸出電容和電感也可以做小。但是隨之而來的EMC問題,開關損耗等又不得不考慮。所以從90年代開始,主流開關電源都停留在幾十K的頻率范圍,現在電源都在拼效率,壽命,功能,成本等。
既然要選頻率,就得說說頻率影響了電源中的什么:依然按照焦耳算法來解釋。
在不考慮損耗的情況下做理論分析:
一個電源的功率W,推算出沒微秒需要的傳遞的功率為uJ,200W的就200uJ。
對于不同頻率的變壓器,周期T,電感量L不同。每微秒傳遞的平均功率相同,占空比也設為100%相同。對于變壓器傳遞的功率=1/2UIt。
現在建立一個幾何圖形:
圖9
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為了簡化分析,假設占空比100%(實際電源穩(wěn)態(tài)不會出現,省去占空比換算)則看出斜率如下圖。
圖10
從前一節(jié)仿真磁芯已經得出,斜率越陡峭,剩磁越高,實際上肌膚效應也是如此。但是這里指考慮到電流,不同頻率下的變壓器燒制匝數不一樣,匝數一樣的氣隙就不一樣。
根據這個公式,頻率越低的需要存儲的能量越多,頻率較低的變壓器要么加大氣隙,要么改變匝數N,當改變匝數N的時候引起安匝數變化,就引起磁通量變化而需要更大的磁芯。
根據這個公式,頻率越低的需要存儲的能量越多,頻率較低的變壓器要么加大氣隙,要么改變匝數N,當改變匝數N的時候引起安匝數變化,就引起磁通量變化而需要更大的磁芯。
關于頻率變化引起的變化總結出兩點:
1、電流斜率不同,頻率低的斜率小,遲滯回線窄。
2、單次存儲能量不同,頻率低的需要存儲更多能量,需要更大的磁芯。
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