《开关电源的设计》ppt课件

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1、开关电源的设计资料家用电器开关电源设计参考编者:卢朝波目录1.开关电源系统要求的确定2.开关电源方案的选择3.开关电源原理图设计4.开关电源EMC设计5.开关电源PCB设计6.开关电源性能测试1.开关电源系统要求的确定1.1确定输入电压一般开关电源芯片都支持两种电压输入形式:一为230VAC的单电压输入,另一种为85V~265V的宽电压输入.频率为50HZ和60HZ两种.应根据不同国家的电网电压,确定输入电压标准.1.2确定输出电压首先确定输出通道的个数,然后确定每个输出通道的电压值.1.3确定输出功率确定每个输出通道的工作电流和额定电流.工作电流:正常工作时的电流,运行时间很长额定电流:

2、系统工作时的最大电流或非正常状况下的电流,运行时间很短1.4确定输出效率在开始设计前,首先确定开关电源的目标效率,因为,效率决定了元器件的选择和很多参数的计算.现在的关电源效率一般在80%左右,不要太低也不要太高.因为太低了,不符合节能的要求,太高了,实际设计中无法实现1.5开关电源说明书的编写模板2.开关电源方案的选择2.1确定开关电源芯片的厂商现在用的最广泛的有PI,Fairchild,IR,Infineon,TI,ST等,其中PI的型号最多,抗干扰性能也不错,但价格较高.其它的厂商型号都比较少,但用在产品中的性能都差别不大,应尽量选择比较熟悉的芯片2.2芯片型号的选择由于开关芯片发展

3、速度较快,因此当选择型号时,应该尽量让芯片厂家的FAE帮助选型.防止所选型号是已经淘汰的产品或不常用的型号,给以后的设计,生产带来不必要的麻烦.3.开关电源原理图的设计3.1反馈电路的选择3.1.1稳压管反馈电路Ａ．由上图可知,在稳压管的反馈电路中,电路的输出公差一般为±５％，负载调整率为±１％，线性调整率为±０．５％．Ｂ．图中的稳压管的调整电压一般选择低于要求输出电压２Ｖ．根据输出电压的大小，调整两个与稳压管相连的电阻值的大小，保证得到正确的输出电压．电阻值一般在４７欧到１．５Ｋ欧之间调整．3.1.2ＴＬ４３１反馈电路Ａ．由上图可知,在ＴＬ４３１的反馈电路中,电路的输出公差一般为±１％，

4、负载调整率为±０．２％，线性调整率为±０．２％．Ｂ．调整ＴＬ４３１参考端的电阻值，得到正确的输出电压值，由Ｖref=2.5V得出，Ｒ＝（ＶＯ－２．５）＊１０Ｋ／２．５，其中ＶＯ为输出电压值，也可以调整　　　１０Ｋ的值，使Ｒ也为常用档位的电阻Ｃ．串联在光藕上方的电阻也需要根据光藕和开关芯片控制脚电流的大小调到合适的值3.1.3常用的偏置绕组电压的选择在用以上两种反馈电路时，给开关芯片供电的绕组电压一般选择１２Ｖ～１５Ｖ3.1.4常用的光藕的型号如下表一般选择光藕的传输比在１００％左右3.2开关变压器初级反射电压Vor和RCD钳位电路的设计3.2.1Vor的确定(当开关管断开,变压器能量传输时

5、,次级线圈电压通过匝比反射到初级的电压)Vor一般在80V~135V之间选取.选取应符合以下规则,1)Vor越高,可减小输入电容的容值,提高低压时的能量传输2)Vor越高,输出二极管的反向电压越高,二极管损耗越大3)Vor越高,增加变压器的漏感,降低效率,EMI增大4)Vor大于135V,容易把开关管击穿,Vor小于80V容易引起开关管在启动时的保护.3.2.2钳位二极管选取钳位二极管电压Vclo一般取1.5Vor.钳位二极管过冲电压Vclm一般取1.4Vclo.具体参数选择如下图由上图知,当取Vor=100V,则Vclo=150V,可取P6KE150.当Vor=120V,则Vclo=18

6、0V可取P6KE180.当Vor=135V,则Vclo=200V,可取P6KE200.3.2.3R,C吸收回路的确定.如图,C值一般在1nF/1KV~4.7nF/1KV之间选择,R值在10K~100K之间选择.具体值应根据不断的试验确定.包括温度和EMC,EMI实验.3.3确定电源要求的Vacmax,Vacmin,fL,Vo,Po,Po(peak),η,Z等,并确定输入电容Cin和最小直流电压Vmin及最大直流电压Vmax.3.3.1Vacmax,Vacmin值的选择如下表3.3.2fL的确定fL值由各国家标准电网电压确定,一般在宽电压85V~265V或单电压230V输入时,取50HZ.单

7、电压120V输入时,取60HZ.3.3.3Vo,Po一般是指正常输出时,即连续负载情形下的值.Po(peak)指在最大负载时的值.3.3.4η,Z值确定η,Z值如果没有更好的选择.一般取η=80%,Z=0.5.η为电源的目标效率.Z为次级损耗与总损耗的比值.3.3.5Cin值的选择如下表3.3.6Vmin的计算公式如下其中Tc指整流桥的导通时间,一般取3ms.Vmin的经验值为:宽电压85V~265V或单电压120V时,