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单管反激电流分析

输入端噪音滤波电路主要作用是防止电源对电网的干扰和防止电网对电源的干扰。电源对电网的干扰和影响的测试主要有谐波Harmonic、传导噪音Conduct、辐射噪音Radiation、功率因数电网对电源的干扰测试主要是静电ESD、雷击SURGE、电压跌落Drop、电快速瞬变脉冲群EFT

输入过流保护主要是靠保险管、保险丝绕线电阻的过电流过功率熔断特性。保险管主要用在高输出功率的电源上,绕线电阻用在低输出功率的电源上。保险管重要的参数有额定电流、熔断时间、分断能力,额定电流大、熔断时间长、分断能力低,容易炸裂管壁,这在安全认证时是不允许的,因此,要尽量选择分断能力高的保险管;保险丝绕线电阻重要的参数主要是过功率熔断时间,一般加在电阻两端的电压与电流的乘积为电阻标称率的25倍时,要在60S内熔断保险管、保险电阻对SURGE特性的影响是非常大的。同时SURGE和安全要求又是矛盾的,还要满足能效要求,因此,保险管、保险电阻的参数选取非常关键。。

    

单端反激开关电源的变压器实质上是一个耦合电感,它要承担着储能、变压、传递能量等工作。下面对工作于连续模式和断续模式的单端反激变换器的变压器设计进行总结。
1、已知的参数
  根据需求和电路的特点确定,包括:输入电压Vin、输出电压Vout、每路输出的功率Pout、效率η、开关频率fs(或周期T)、线路主开关管的耐压Vmos。 
2、计算
     在反激变换器中,反激电压Vf与输入电压之和不能高过主开关管的耐压,同时还要留有一定的裕量5%。最大允许的反激电压由下式确定:
 Vf=VMos-VinDCMax-电压裕量–漏电感尖峰电压 (2.1)
漏电感引起的尖峰,一般有50V-100V左右。
〈对于90-264V的输入电压范围,反激电压可按60V-80V来选取,选70V左右比较合适,反激电压选得高,初次级匝比就大,初级侧的Mosfet承受的反压就高,但温升会低一点,次级侧的整流管承受的反压会低一点,温升也会低一点,此时变压器的温升会高一点(此时开关管占空比大,在相同工作频率下变压器初级电感量比较大,需要的能量也就要多一些,变压器的温升会高一点);反激电压选得低,匝比就小,则Mosfet承受的反压就低,但温升会高一些,次级侧的整流管承受的反压会高一些,温升也会高一些,此时变压器的温升会低一些〉
     实际设计产品时需根据所选半导体元件、变压器、结构来找一个最佳平衡点。
     反激电压和输出电压的关系由原、副边的匝比确定。所以确定了反激电压之后,就可以确定原、副边的匝比了。
    原、副边的匝比n=Np/Ns=Vf/(Vout +Vd)                     

另外,反激电源的最大占空比出现在最低输入电压、最大输出功率的状态,(Vinmin一般选110V-120V)根据在稳态下,变压器的磁平衡,得下式:

          Vinmin×DMax=Vf×(1-DMax) →DMax= Vf/ (Vinmin+ Vf)                    
设在最大占空比时,当开关管开通时,原边电流为Ip1,当开关管关断时,原边电流上升到Ip。若Ip1为0,则说明变换器工作于临界模式或断续模式,否则工作于连续模式。

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