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下页为预计的电路图:
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由图中可以看出:220V经过整流到300伏,然后进入反激开关电源,每个副边最大的输出电压为340伏,3倍压后最大到1000伏,单片机我选用DSPIC30F5011,倍频后的工作周期可达到128M,12位AD,独立PWM模块,选择充电电容,设定输出电压,根据反馈的电压用来调节占空比,控制充放电时序,LCD显示等,PWM工作频率在40K下能达到800细分(将100%占空比分为800份),整个电路的工作过程:
1. 首先关断Q1,Q2,再设定所需输出电压VHD+,由M1(可调电位器电压进入单片机AD来)设定,经过M2的反馈电压(经AD后)值,经PID算法调节Q0的PWM的占空比,直至M2反馈回来的电压计算后的占空比与设定的占空比一致时为止.
2. 然后控制C4电容的选择开关,选定C4
3. 接着Q2断,Q1开,开关电源经R2给C4充电,经过5个充电时间常数t=5*R2*C4
4. 充满后,Q1断,Q2开,经过负载电阻RL放电,形成指数下降的脉冲,放电结束为一个总的周期结束
经过不停的循环1-2-3-4-1来给负载电阻加以可重复的指数下降的陡脉冲,其中PWM是由单片机产生的,固定频率40K,调节给定PWM占空比能调节输出电压VHD+吧?
经过计算,在VHD+为最高电压1000V,C4为0.22u时,它对应的可重复频率最高为800hz(达不到1000hz,因为放电时间约为1.1ms),此仪器的功率达到最大为200w(包括电容放电0.5*CU*U*800=90瓦,充电电阻R2消耗的能量和电容充电的能量理论上相等,也为90瓦),所以此开关电源总功率也就200瓦左右.
我按照公式用EI50 100khz最大到508瓦,Ae=2.3cm^2, ΔB为2000Gs算的,工作于CCM模式的反激模式计算结果:
原边电流峰值:Ip=3.62A
原边电流有效值:Iprms=1.65A
原边绕组匝数:Np=60匝
原边电感:Lp=1mh
副边绕组匝数分别为:89匝 89匝 89匝 2 匝
气隙:1.05cm
问题1:此电源对纹波要求不是很大,能不能在图示的输出1,2,3部分分别加上LC或RC滤波,而不用整体输出1000伏以后再滤波?另外听说倍压后的电容带负载能力很差,这样设计有没有这个缺陷?
问题2:副边的电流在刚给电容充电时很大,充电初始电流最大为1000/R2,而且R2还决定了充电时间,因此R2选择?
问题3:变压器的线圈怎么绕?这么多匝数,骨架能不能达到?线径是怎么选的,这个方案可不可行?
问题4:或者如果用单片PWM控制器实现的话,怎样做到20到1000伏的可调?用哪款片子能做到连续可调?
好多问题啊,我具体着手开关电源才一个多星期,之前学过相关的理论.请各位大师提点儿建议?拜托了
