开关电源设计实例和开关电源调试基础

d
5.1
g
Q1 UFN833
s
R5
680
R6
R7
2K
1/1w
C12
100n C13
R10 100p C 20K
U5 B
TL 431 A
R11 5.1K
R612 4.7K
二、控制电路的设计
• 分压电路的选择； √ • 光耦的选用√ • TL431的用法√ • 电流采样电阻的设计√
分压电阻的选用
• 一般在0.5kΩ~几十k Ω范围内。 • 太小功率损耗大，太大容易接收干扰，
电流型控制反激式变换器的设计流程
一、 电流控制模式下两路输出26瓦反 激式变换器设计实例
• 设计要求 • 输入电压85V～265V • 输出电压5V/4A,12V/0.5A,效率75% • 纹波不大于± 5％ • 稳压精度± 5％ • 采用的控制模式为电流控制模式
1.确定输入输出功率
注意：对于多路输出，每路 输出占总输出功率的比例系 数用KL(n)表示。电压采样时 最大KL(n)的那路或者按照比 例进行采样。
• 光耦的电流传输比范围一般在20％～300％ • 一般将光耦分为线性和非线性光耦两种。
TLP521线性光耦
PC817线性光耦
线性光耦适合传输模拟电压和电流信号，使输 入与输出之间呈线性关系。
4N25非线性光耦
非线性光耦呈开关特性，线性度差，CTR值不可控， 适合传输数字信号，如要用于开关电源中，必须采用 两个光耦使输入输出呈线性。
第一部分 开关电源设计
确定输入电压变 化范围及其频率， 功率和效率 确定输入滤波电 容C以及直流电 压变化范围
确定最大占空比
max
确定变压器原边 电感量Lm
选取合适的磁芯 以及最小原边匝 数
计算每组输出的 匝数
决定导体的线径
磁芯的窗口面 积合适吗？
选取每组合适 的整流二极管 决定输出 电容大小 设计RCD缓冲 器参数？ 反馈电路的环 路增益？
路，此时测得的某绕组的电感量就是漏
感。
TX
0.100mH
Ls1 Lp
Ls2
变压器同名端判别方法
• 1.绕制时，饶线方向相同的端为同名端 • 2.对于制作好的变压器通过测量确定同名端：
• 至少需要1mA的连续电流流入输出引脚。
D5 MUR860
C9 +
C10
1
1000 u /25 V
220 n
2
R8 1K
R9 510
TLP521 -1
C12 100 n
C13
R11 5.1 K
N833
R10
C
20 K
100 p
U5 B
TL 431 A
这里的R9的选取就是保证TL431的工作电流大于1mA。在这
里R8的供电电流不到1mA,因此还必须增加R9。如果换用其他 光耦，R8的值选择得使流过TL431的电流大于1mA,则不需要R9
电流采样电阻的设计
•对于UC3842和UC3844系列芯片来讲，当电流 采样输入端电压大于1V时，将会关断PWM输出 以便实现对系统的过流保护。
•一般在最大峰值电流时该电阻上的压降选择为 0.7V左右。因此这个电阻对于输入电压范围有影 响。如果电路正常工作的电压过低，可以考虑增 加该电阻。但是增加该电阻后，将使得高输入电 压时输出不稳定，出现脉冲时断时续的状态。
***估算变压器漏感Lleak的方法
Lleak
=
K1Lmt N x 100W1
(Tins
+
bw ) 3
K1 : 简单绕组取1，若二次绕组
交错绕在一次绕组两层间取0.85
Lmt：饶线在骨架上平均每匝的长度
N
：绕组匝数
x
W1 : 绕组厚度，单位英寸
Tins：饶线绝缘厚度，单位英寸
bw：制作好的变压器的所有绕组的厚度
第七节 开关电源设计软 件以及开关电源调试基础
浙江大学电气工程学院 应用电子学系
二零零六年五月
开关电源设计和调试
• 1. 第一步 电路拓扑和参数选择√
√ • 2.控制电路设计，重点为控制系统设计 • 3.仿真设计√
• 4.PCB版绘制(自学）或者通用板电路 • 5.热设计和结构设计√ • 6.电磁兼容设计 • 7.开关电源调试基础
D5 MUR860
C9 +
C10
1
1000 u/25V
220 n
2
Baidu Nhomakorabea
R8 1K
R9 510
TLP521 -1
C12
R11 5 1K
这里的R8的选取就是保证光耦工作在线性区范围。同一个
电路，采用不同的线性光耦时，要根据光耦的线性区范围和 电流传输比的值改变该电阻值
TL431精密稳压电源工作特点
• TL431是一个内部具有温度补偿的电压参 考源和一个放大器的三端精密稳压器件。
影响电路工作 • 这一参数也会影响到调节器参数的设计
光耦的选用
• 光耦的作用是实现输入端与输出端的电气隔离 （输入电压大于40V时，输入输出必须隔离）
• 利用光耦构成光耦反馈电路，通过调节控制端 的电流来改变占空比，达到稳定输出电压目的。
• 光耦的一个重要参数是电流传输比
CTR = IC ×100% IF
2.确定输入滤波电容C的大小和 确定输入直流电压变化范围
3.确定最大占空比Dmax
4.确定变压器原边电感量Lm
5.确定变压器磁芯
6.确定各绕组匝数
7.确定线径
8.确定输出整流二极管
9.确定输出滤波电容
10.设计缓冲电路
10.设计补偿参数
11.设计结果
利用UC3842设计的电流型控制的单路输出 反激式变换器电路图
减小变压器漏感的方法
• 1.选择磁芯中柱长的变压器磁心 • 2.减少绕组匝数，效果最明显。对正激式
变压器来说，工作磁感应密度将增加， 更容易饱和，对反激式来说，匝数减小， 相同的气隙下，励磁电感减小，更不容 易饱和，但峰值电流相应增加。 • 3.一二次耦合尽量紧密。
测量变压器漏感的方法
• 测量某一绕组漏感时，将其余绕组均短
R13 20 C11 1n
D5 MUR860
1
4
2
R1 100 kΩ/ 3W
R2 47 K/ 2W
C3 3000 pF/600 V
D1
C9 +
C10
1
1000 u/25V
220 n
2
+
C1
C2
FR107
3
BRIDGE 1
100 uF/450V 100nF/630V
D2
D3
+ C4 100 uF/ 50V
IN4148
IN4148
+
C5
C6
220nF 100 uF/50V
R8 1K
R9 510
TLP521 -1
F1 FUSE2
RT 14.6K
CT 330p
R3
COMP Vref
2K
Vfb
Vcc
Isense Output
RT/CT GND UC3844
C7 220n
D4 IN4746
C8 1000 p
R4