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常见的AC-DC电源模块设计分析(上)
编辑:上海责允电子科技有限公司   发布时间:2019-04-09

AC-DC电源模块是指将交流电变换为直流电的转换器,功率流向可以是双向的。接线方式分为半波和全波俩种电路,按相数分为单相、三相和多相。


现在以一种85~265VAC、50Hz输入的ACDC电源模块设计作介绍,交流整流成直流最简单的方法是整流桥整流,50Hz交流电经全波整流后变成脉动直流电压,再通过输入滤波电容得到直流。


1、整流桥的选择

整流桥的主要参数有反向峰值电压VRR、正向压降VF、平均整流电流IF、最大反向漏电流IRM、正向峰值浪涌电流IFSM。整流桥的反向击穿电压VRM应满足VRM>1.25*1.4Vinmax,额定的有效值电流IF应该≥3IRMS。IRMS的公式如下:IRMS= Is= P/η/Vs=2.5/0.75/110=30.3 mA。


2、输入滤波电容器的选择

铝电解电容器的额定电压(1.3倍)作为电容器的浪涌电压,当工作电压高于160V时,额定工作电压+50V作为浪涌电压,这是生产厂家允许可以在短时间内承受该电压。当电容器处于浪涌电压时,电流较大,长时间如此会爆开, 所以铝电容器应该选用高额定电压的,实际工作电压为标准额定电压的70~80%为宜。


3、功率变压器的设计

考虑到输出功率很小和体积限制。选择体积尽可能小的铁氧体磁芯来完成功率的转换。


(1)计算ton

原边绕组开关管的最大导通时间对应在最低输出电压和最大负载时发生。设D=ton/Ts=0.45,则有Ts=1/f=1*106/66*103=15.2 μs,ton =D* Ts =0.45*15.2=6.84 μs3,假设电源在最低电压时输出负载(Max),计算输入端的直流电压,对于单项交流整流用电容滤波,直流电压不会超过交流电压有效值的1.4倍和小于1.2倍。假设1.3倍,公式如Vs=85*1.3=110 V。


(2)选择工作时的磁通密度值

假设中心柱磁路的有效面积为AE=12.5mm2,饱和磁感应强度在100时是390mT,则65%的饱和值为BAC=390*0.65=250 MT。


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