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1、單片開(kāi)關(guān)電源的快速設(shè)計(jì)法 摘要:?jiǎn)纹?#160; (1)圖5和圖6的額定交流輸入電壓最小值Uimin依次為85V,195V,圖中的橫坐標(biāo)僅標(biāo)出Ui在低端的電壓范圍。 (2)當(dāng)Uimin>Uimin時(shí)K>1,即PO>PO,這表明原來(lái)選中的芯片此時(shí)已具有更大的可用功率,必要時(shí)可選輸出功率略低的芯片。當(dāng)Uimin(3)設(shè)初級(jí)電壓為UOR,其典型值為135V。但在Uimin<85V時(shí),受TOPSwitchII調(diào)節(jié)占空比能力的限
2、制,UOR會(huì)按線性規(guī)律降低UOR。此時(shí)折算系數(shù)K=UOR/UOR<1。圖5和圖6中的虛線表示UOR/UOR與Uimin的特性曲線,利用它可以修正初級(jí)感應(yīng)電壓值。 現(xiàn)將對(duì)輸出功率進(jìn)行修正的工作程序歸納如下: (1)首先從圖5、圖6中選擇適用的特性曲線,然后根據(jù)已知的Uimin值查出折算系數(shù)K。(2)將PO折算成Uimin為規(guī)定值時(shí)的等效功率PO,有公式 PO=PO/K (2) &
3、#160; (3)最后從圖1圖4中選取適用的關(guān)系曲線,并根據(jù)PO值查出合適的芯片型號(hào)以及、PD參數(shù)值。 下面通過(guò)一個(gè)典型的實(shí)例來(lái)說(shuō)明修正方法。開(kāi)關(guān)電源 已知Uimin=85V,假定Uimin=90×115V=103.5V。從圖5中查出K=1.15。將PO=35W、K=1.15一并代入式(2)中,計(jì)算出PO=30.4W。再根據(jù)PO值,從圖2上查出最佳選擇應(yīng)是TOP224型芯片,此時(shí)=81.6,PD=2W。 若選TOP223,則降至73.5,PD增加到5W,顯然不合適。倘若選TOP
4、225型,就會(huì)造成資源浪費(fèi),因?yàn)樗萒OP224的價(jià)格要高一些,且適合輸出40W60W的更大功率。32 相關(guān)參數(shù)的修正及選擇 (1)修正初級(jí)電感量開(kāi)關(guān)電源時(shí),高頻變壓器以及相關(guān)元件參數(shù)的典型情況見(jiàn)表1,這些數(shù)值可做為初選值。當(dāng)Uimin<Uimin時(shí),由于電源效率和功率損耗均發(fā)生了變化,因此還需要對(duì)初級(jí)電感量LP進(jìn)行修正。有公式 LP=KLP (3)表1 高頻變壓器及其相關(guān)元件參數(shù)的典型值 參
5、60; 數(shù)TOP221TOP222TOP223TOP224TOP225TOP226TOP227高頻變壓器初級(jí)電感LP(H)8650440022001475110088015高頻變壓器初級(jí)泄漏電感 LPO(H)175904530221815次級(jí)開(kāi)路時(shí)高頻變壓的諧振頻率fo(kHz)400450500550600650700初級(jí)級(jí)圈電阻RP(m)50001800650350250175140次級(jí)級(jí)圈電阻Rs(m)20127543.53輸出濾波電感的直流電阻RL1(m)403225
6、20161310共模扼流圈的直流電阻RL2(m)400370333300267233200 查表1可知,使用TOP224時(shí),LP=1475H。當(dāng)K=1.15時(shí),LP=1.15×1475=1696H。表2 光耦合器參數(shù)隨Uimin的變化最低交流輸入電壓Uimin(V) 85195 LED的工作電流IF(mA)3.55.0光敏三極管的發(fā)射極電流IE(mA)3.55.0 (2)對(duì)其他參數(shù)的影響 當(dāng)Uimin的規(guī)定值發(fā)生變化時(shí),TOPSwitchII的占空比亦隨之改變,進(jìn)而影響光耦合器
7、中的LED工作電流IF、光敏三極管發(fā)射極電流IE也產(chǎn)生變化。此時(shí)應(yīng)根據(jù)表2對(duì)IF、IE進(jìn)行重新調(diào)整。 TOPSwitchII獨(dú)立于Ui、PO的電源參數(shù)值,見(jiàn)表3。這些參數(shù)一般不受Uimin變化的影響。表3獨(dú)立于Ui、PO的電源參數(shù)值獨(dú)立參數(shù)典型值 開(kāi)關(guān)頻率f(kHz)100 輸入保護(hù)電路的箝位電壓UB(V)200 輸出級(jí)肖特基整流二極管的正向壓降UF(V)0.4 初始偏置電壓UFB(V)16 (3)輸入濾波電容的選擇開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān)電源的性能。當(dāng)C1的容量太小時(shí),會(huì)降低TOPSwitchII的可用功率。上例中,若將寬范圍輸入時(shí)的C1容量由30F改成20F,則輸出功率會(huì)降低15;當(dāng)C1<20F時(shí),會(huì)造成可用
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