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

(3)计算原边匝数

变压器输入电压是一个方波,导通期间的伏秒值和原边匝数关系为原边匝数(Np)等于原边直流电压(Vs) *导通时间(ton)除于(BAC * 磁芯有效面积(AE)),公式为:Np=Vs *ton/ (BAC * AE ),即:110*6.84/(0.25*12.5)=240匝。


(4)原边电感量的计算

假设在最大占空比时,当开关管开通时原边电流为Ip1,关断时原边电流上升到Ip2,若Ip1为0,则说明变换器工作于断续模式,否则工作于连续模式。电源工作设计为连续模式可以使开关管、线路的损耗都较小,还可以减轻输入输出电容的工作。由能量守恒有下式:1/2*(Ip1+Ip2)*D*Vs=P/η连续模式,令Ip2=3Ip1,可以求出变换器的原边电流,由此得到原边电感量为Lp= D*Vs/(f*ΔIp),ΔIP=Ip2-Ip1=2Ip1。


4、输出整流滤波

因为输出电压是DC 5V,需要变压器变换过来的低压方波整流成直流,然后用铝电解电容储能滤波。


整流的工作频率等于功率开关管的开关频率,需要使用具有快速恢复功能的肖特基整流二极管作为输出整流二极管。输出整流二极管的标准电流值(IF)应为输出直流电流额定值(Io)的3倍以上,整流管的反向耐压值的计算:输入电压的最高值/匝比,即265*1.3/16.36=25.8 V。


整流使用的铝电解电容容量要大和交流电阻要较低,否则无法滤除电流中的高频交流电,还要考虑封装体积不能过大,比如选用标准值为330μF/10V的铝电解电容。为降低输出纹波,在电源的输出端要增加LC滤波单元,L取10μH左右的Ф4*7的小工字电感,C取100μF/10V的铝电解电容。


5、控制反馈单元

控制反馈电路采用电压基准源TL431加光电耦合器P521组合作为参考、隔离、取样。它可以将输出电压的变化控制在±1%以内。反馈电压由输出端取样,输出电压V0通过分压电阻R63、R64获得取样电压,和TL431中的2.5V基准电压进行比较并输出误差电压,最后通过光电耦合器改变VIPer12A芯片的控制端电流IFB,再通过改变PWM宽度来调节输出电压V0使其保持不变,光电耦合器的另一个作用是对原、副边进行隔离。


设计AC-DC电源模块不仅是从小体积、低功耗、重量轻、可靠性、电磁兼容性、高效率等多个特点出发,还要从电子设备的发展出发。


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