开关电源中的磁性元件.ppt

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1、开关电源中的磁性元件1典型的交流－直流电源的框图电源的技术规格电源中的关键磁性元件常用的磁概念磁性材料电感和变压器Content2InputFilterRectifierPFCPowerStageTrans-FormerOutputCircuitsACInputDCOutputs(toloads)AC-DCPowerSupplyBlockDiagram3输入电压：90－264Vac，47－63Hz输入电流：最大2A输入谐波：IEC1000-3-2保持时间：>=20ms浪涌电流：在264Vac时40A峰值（coldstart）输出：MIN.

2、MAX.51.510505.0%3.30.35505.0%120.331005.0%OUTPUTVOLTAGE(V)OUTPUTCURRENT(A)RIPPLE(mVpp)TOTALREGULATION技术规格(100W3Outputs)4效率：230Vac输入，满载时>=80％温度：0oCto+70oC(见下面的曲线)储存：-40oCto+85oCTemperatureDerating技术规格（con）100W80W40oC60oC20oC0oC70oC50oC10oC30oC5CFMFORCEDAIRCOOLINGNATURALCONV

3、ECTIONCOOLING50W40W5NGLPFCControl+Bus+BusReturn5V,10A3.3V,5AMagAmpReset12V,3A-+++--PWMControl+Bus+BusReturnInputFilterRectifierPFCPowerStageOutputCircuitsXfmrFunctionalBlockDiagram6在正激变换器中，如同在大多数拓扑结构中一样，变压器只是简单的将能量从初级传递到次级而不储存能量。磁心截面积必须满足磁通量，窗口面积必须与电流相适应。>=AP值。5V,10A12V,3A

4、++--X’FMR+BusReturn+BusQ2L3aD2D3D4D5L3bC5C6Transformer7注意带点的极性。当Q2导通时输出导通。次级Vpeaks=+Bus•Ns/Np注意输出耦合扼流圈，L3。绕组的匝数比必须与变压器相同，即为输出电压加上D3和D5的二极管压降。输出扼流圈在连续导电的情况下，每个输出电压等于次级电压的平均值（忽略二极管压降）。因此，每个输出电压等于它的次级峰值电压乘以初级母线电压的负荷比，＋Bus（忽略二极管压降和Q2的导通电压）。5V,10A12V,3A++--X’FMR+BusReturn+BusQ2

5、L3aD2D3D4D5L3bC5C6Transformer(con)8如果电器没有绝缘，则用户便为电流提供了一个流回地面的路径！即使绝缘，也会有少量的泄漏电流。虚线表示“第三线”接地，在2线（“第2类”）电器中是没有的。泄漏电流的规格会影响输入滤波器的设计，因为旁路（“Y”）电容将电流由火线导入大地。电源箱（断路器）230Vac大地用户护士（受过CPR培训的）来自公共电网的电源LeakageCurrentVsX’FMR9输出电压的典型配置:—两个直接从变压器输出的次级(+5V&+12V)—一个由5V输出进行磁放大器后调整导出的较低的电压输出

6、3.3V(sometimesusinglinear)。当输出电压精度要求不高时,至初级PWM的反馈通常来自+5V和＋12V输出的加权,1:1较为常用;若要求较高精度,则只能选择单组反馈,其余输出通过二次稳压获得。OutputCircuits5V,10A3.3V,5AMagAmpReset12V,3A-+++--From12VsecondaryFrom5VsecondaryD3D4C7D2D5D7C6L3aD6C5L3bL4D8L110磁性元件设计中用到的单位电流和磁通量磁性材料的特点法拉第定律（“变压器方程”）常用的磁概念11注意：以人名命

7、名的单位不用大写（ampere，henry，volt），但其符号必须大写（A，H，V）。SymbolDescriptionSIUnitsHfieldstrengthA-t/mBfluxdensityTesla(T)PermeabilityT-m/A-t2FmagnetomotiveforceA-tFluxweber/t(Wb/t)RReluctanceA-t2/WbPPermeancehenry/t2ICurrentampere(A)LInductancehenry(H)Nwindingturnsturn(t)单位及其符号12右手握住导

8、体，拇指指向电流流动的方向。四指代表磁力线的方向。磁通方向右手法则右手法则电流流动引起的磁通方向13磁性材料的主要特性H=NI/le=每米的安匝数经典的定义是安培每米（假设只有一