反激开关电源的每一个元件-初级侧部分(上)

(上)

研发中心

彭磊

开关电源的拓扑结构分类 10W以内常用RCC(自激振荡)拓扑方式 10W-100W以内常用反激式拓扑(75W以 上电源有PF值要求) 100W-300W 正激、双管反激、准谐振 300W-500W 准谐振、双管正激、半桥等 500W-2000W 双管正激、半桥、全桥 2000W以上 全桥

反激开关电源特点 在开关电源市场中,400W以下的电源大约占了市 场的70-80%,而其中反激式电源又占大部分,几乎 常见的消费类产品全是反激式电源。 优点：成本低,外围元件少，低耗能，适用于宽电 压范围输入,可多组输出. 缺点：输出纹波比较大。(输出加低内阻滤波电容 或加LC噪声滤波器可以改善) 今天以自行车充电器为例，详细讲解反激开关电 源的设计流程及元器件的选择方法。

隔离开关电源框架结构图EMI 整流滤波 变压器 次级整流滤波 输出

开关器件 采样反馈

PWM 控制IC

隔离器件

高压区域

低压区域

电源电路原理图

初级侧部分

第一个安规元件—保险管

作用： 安全防护。在电源出现异常时，为了保护核心器件不 受到损坏。 技术参数： 额定电压V、额定电流I、熔断时间I^2RT。 分类： 快断、慢断、常规

保险管的计算方法

0.6为不带功率因数校正的功率因数估值 Po输出功率 η 效率(设计的评估值) Vinmin 最小的输入电压 2为经验值，在实际应用中，保险管的取值范围是 理论值的1.5~3倍。 0.98 PF值

相关知识

关于功率因数 大部分用电设备中，其工作电压直接取自交流电网。所以电网中会 有许多家用电器、工业电子设备等等非线性负载，这些用电器在使用 过程中会使电网产生谐波电压和电流。没有采取功率因数校正技术的 AC-DC整流电路，输入电流波形呈尖脉冲状。交流网侧功率因数只 有0.5~0.7,电流的总谐波畸变(THD)很大，可超过100%。采用功 率因数校正技术，功率因数值为0.999时，THD约为3%。为了防止电 网的谐波污染，或限制电子设备向电网发射谐波电流，国际上已经制 定了许多电磁兼容标准，有IEEE519、IEC1000-3-2等。 功率因数的校正(PFC)主要有两种方法：无源功率因数校正和有源 功率因数校正。无源功率因数校正利用线性电感器和电容器组成滤波 器来提高功率因数、降低谐波分量。这种方法简单、经济，在小功率 中可以取得好的效果。但是，在较大功率的供电电源中，大量的能量 必须被这种滤波器储存和管理，因此需要大电感器和电容器，这样体 积和重量就比较大也不太经济，而且功率因数的提高和谐波的抑制也 不能达到理想的效果。有源功率因数校正是使用所谓的有源电流控制 功率因数的校正方法，

可以迫使输入电流跟随供电的正弦电压变化。 这种功率因数校正有体积小、重量轻、功率因数可接近1等优点。

NTC的作用

NTC是以氧化锰等为主要原料制造的精细半导体电子陶瓷 元件。电阻值随温度的变化呈现非线性变化，电阻值随温 度升高而降低。利用这一特性，在电路的输入端串联一个 负温度系数热敏电阻增加线路的阻抗，这样就可以有效的 抑制开机时产生的浪涌电压形成的浪涌电流。当电路进入 稳态工作时，由于线路中持续工作电流引起的NTC发热， 使得电阻器的电阻值变得很小，对线路造成的影响可以完 全忽略。

NTC的选择公式

对上面的公式解释如下： 1. Rt 是热敏电阻在T1温度下的阻值； 2. Rn是热敏电阻在Tn常温下的标称阻值； 3. B是材质参数；(常用范围2000K~6000K) 4. exp是以自然数 e 为底的指数( e =2.71828 ); 5. 这里T1和Tn指的是K度即开尔文温度，K度=273.15(绝 对温度)+摄氏度；

压敏电阻的作用 压敏电阻是一种限压型保护器件。利用压敏电阻的非 线性特性，当过电压出现在压敏电阻的两极间，压敏 电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而 实现对后级电路的保护。 主要作用：过电压保护、防雷、抑制浪涌电流、吸收 尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪、保护半导体元器 件等。 主要参数有：压敏电压、通流容量、结电容、响应时 间等。 压敏电阻的响应时间为ns级，比空气放电管快，比 TVS管(瞬间抑制二极管)稍慢一些，一般情况下用 于电子电路的过电压保护其响应速度可以满足要求。

选取压敏电阻的方法 压敏电阻虽然能吸收很大的浪涌电能量，但不能承受毫安级以上的持 续电流，在用作过压保护时必须考虑到这一点。压敏电阻的选用，一 般选择标称压敏电压V1mA和通流容量两个参数。

a 为电路电压波动系数，一般取值1.2. Vrms 为交流输入电压有效值。 b 为压敏电阻误差，一般取值0.85. C 为元件的老化系数，一般取值0.9. √2 为交流状态下要考虑峰峰值。 V1mA 为压敏电阻电压实际取值近似值 通流容量，即最大脉冲电流的峰值是环境温度为25℃情况下，对于规 定的冲击电流波形和规定的冲击电流次数而言，压敏电压的变化不超 过± 10%时的最大脉冲电流值。

选取压敏电阻的方法 结合前面所述，来看一下本电路中压敏电 阻的型号所对应的相关参数。

EMI电路 X电容，共模电感(也叫共模扼流圈 ),Y电容

根据IEC 60384-14,安规电容器分为X电容及Y电 容: 1. X电容是指跨与L-N之间的电容器, 2. Y电容是指跨与L-G/N-G之间的电容器.

安规电容 …… 此处隐藏：577字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……