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带PFC正激式电源设计,各位大哥帮忙看下这个方案有没有问题

要做一个正激式电源,初步确定的方案如下:

输入:220V±20%

输出:5V/15A,12V/2A

温度:-25-75℃,不带风扇,75℃下不降额。

要求效率85%,L,N对PE耐压±2000V

最重要的一点,满足耐压要求的前提下,能通过浪涌四级冲击试验,即L,N对PE ±4000V。

我的方案是:

一、PFC

控制芯片选用ST的L6564,PFC输出电压为400V;

二、正激电源

1、电源芯片选用RENESAS的M51995AFP,这个芯片的温度范围是-40-85℃,其实这个我觉得高温下可能会有点问题,考虑用这个芯片是看到有一个日本品牌的AC-DC电源用的是这个芯片,而它能过浪涌四级,不知道这个跟芯片有没有关系,,,

采用M51995AFP设计的单端辅助绕组正激电路,主开关管打算选用TOSHIBA的2SK3798,Vdss=900V,Id=4A;

我担心mos管的耐压不知道够不够;刚问了一同学,他说他们公司现在很少用到单端正激了,因为近几年MOS的电压应力的欲度做得越来越小,而且MOS耐压超过1000V的比较少,所以他们公司现在的正激方案基本都是用的双管正激。所以我也倾向于用双管正激,不过我之前没有做过正激式,对芯片不是很了解,不晓得大家有没有好的介绍,UC1525用来做双管正激方案成熟吗?

2、变压器磁芯采用TDK PC40的EER28L,开关频率设置为100K左右;

3、输出端采用同步整流方式,同步整流芯片考虑用安森美的NCP4303B。

以上就是我对这个电源的一些看法和初步方案,在暂不考虑成本的情况下,大家有什么建议欢迎提出来。。。

 

 

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2011-08-30 21:45

双管正激搜没有谁愿意用了。用llc吧,llc价格差不多,效率高,

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2011-08-31 11:42
@飘渺一尘
双管正激搜没有谁愿意用了。用llc吧,llc价格差不多,效率高,

这个项目的主要目标是能通过浪涌四级,可靠性高,效率不是最最主要的目的。不知道电源的抗浪涌能力跟方案有没有关系,比如说,前端有没有PFC对浪涌有没有影响?

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2011-08-31 13:50

不说别的,75度的工作环境温度,你还用4A的MOSFET,变压器用ERL28

这个应该是工业应用吧?用得了这么抠门吗?

给个建议:工作频率低点,EMI好处理,MOSFET的开关损耗也可以小点,建议40-60K,MOSFET用好点的,两个IRFP460(双管正激),变压器怎么也得35/42或同等级的

以上供参考

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loda404
LV.3
5
2011-08-31 15:02
@心中有冰
不说别的,75度的工作环境温度,你还用4A的MOSFET,变压器用ERL28这个应该是工业应用吧?用得了这么抠门吗?给个建议:工作频率低点,EMI好处理,MOSFET的开关损耗也可以小点,建议40-60K,MOSFET用好点的,两个IRFP460(双管正激),变压器怎么也得35/42或同等级的以上供参考
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2011-08-31 16:00
@心中有冰
不说别的,75度的工作环境温度,你还用4A的MOSFET,变压器用ERL28这个应该是工业应用吧?用得了这么抠门吗?给个建议:工作频率低点,EMI好处理,MOSFET的开关损耗也可以小点,建议40-60K,MOSFET用好点的,两个IRFP460(双管正激),变压器怎么也得35/42或同等级的以上供参考

谢谢冰版指导!是工业应用,环境与EMC要求会比较高。

我也知道频率如果降低一些对EMI有帮助,不过会增大磁芯的尺寸,这样子电源的尺寸也会比较大。可能在有些场合的应用会得到限制。

工作频率做到100K左右,我在前端的EMI滤波、PCB设计、磁性元件设计上多注意一下,应该也能控制在可接受范围内。之前公司有个反激电源(50W左右),开关频率大概130K,电磁兼容方面也都没有太大问题。这个电源功率大概在100W左右,我觉得传导只要EMI滤波设置的好的话,应该问题不大。主要是辐射的问题。

至于用电源方案上,由于本人经验有限,AC-DC之前只做过反激式的,对其他拓扑都不是很熟悉,选择正激式,主要是考虑这个比较简单、成熟,也比较容易消化。因为项目的时间也不是很充裕。并且,做一个100W左右,效率要求不高的电源,我觉得正激式的应该是够了。但是不知道是不是最合适的就是了,不知道各位有没有什么高见。

另外,可靠性也是我要考虑的一个重点。我之所以倾向于用双端正激,就是考虑到它的mos电压应力不高,可以留出比较大的余量。但是由于之前准备都是按单端正激的来考虑的,因此现在对于双端正激还不是很了解。不过貌似两者在变压器设计上基本相同,mos管的驱动需要加隔离变压器来分别驱动。不知道所用的电源芯片大家有没有推荐没有?我前文提到的RENESAS 的M51995不知都有哪位大哥用过没有?好用不?

 

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2011-09-01 11:14

双管正激的话,gate drive transformers用下面这个行吗?M135 

这个隔离变压器的设计主要考虑哪些因素呢?

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2011-09-01 14:20
@loda404
用电源模块撒

电源模块不怎么灵活,并且EMC、安规的指标也都一般。

一般DC-DC的有些场合会选用模块。不过很少用国产的。

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太阳wu
LV.2
9
2011-09-01 16:35
@hzg03153026
双管正激的话,gatedrivetransformers用下面这个行吗?[图片]M135 这个隔离变压器的设计主要考虑哪些因素呢?
PFC用L6562或者FAN7930C,PWM用3844就好(双管正激),后面5V用同步整流,这样效率应该可以到85以上吧!
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hzg03153026
LV.3
10
2011-09-02 10:45
@hzg03153026
双管正激的话,gatedrivetransformers用下面这个行吗?[图片]M135 这个隔离变压器的设计主要考虑哪些因素呢?

怎么没有顶啊?自己顶一下!!

PFC方案基本确定。现在就是要选用单管正激还是双管正激有点纠结。 还有就是电源芯片的选用。感觉好像RENESAS 的芯片基本没人用过似的。。。有谁能给解答解答啊。。。

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2011-09-02 11:12
@hzg03153026
怎么没有顶啊?自己顶一下!!PFC方案基本确定。现在就是要选用单管正激还是双管正激有点纠结。还有就是电源芯片的选用。感觉好像RENESAS的芯片基本没人用过似的。。。有谁能给解答解答啊。。。
一般认为双管正激的可靠性要大于单管正激
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pzx200
LV.5
12
2011-09-04 14:35
呵呵,学习的!
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2011-09-05 00:49

我也考虑做个12V10A的电源,打算用INFINEON的准谐振和900V MOSFET。只是担心效率,毕竟反激漏磁损耗不少,备选方案就是单管正极+自同步整流。

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wyzlsq
LV.6
14
2011-09-05 02:12
@心中有冰
不说别的,75度的工作环境温度,你还用4A的MOSFET,变压器用ERL28这个应该是工业应用吧?用得了这么抠门吗?给个建议:工作频率低点,EMI好处理,MOSFET的开关损耗也可以小点,建议40-60K,MOSFET用好点的,两个IRFP460(双管正激),变压器怎么也得35/42或同等级的以上供参考

极其赞同冰版建议!

不知道你的电源体积有无严格要求,

1。 在只有220V输入下,为提高可靠性建议用无源PFC,电路会简洁不少。

2。 双管正激是一个高可靠性的选择,在高温条件下,MOSFET可能要选11N60C3之类的低阻MOSFET来优化损耗,变压器ER39差不多可以搞定了。

3。控制芯片FAN4800可以满足你的要求。

4。 只要你满足了热量要求,效率绝对会高于85%的。

5。网上有卖一些通讯设备上淘汰下来的类似电源,可以考虑参考下别人的设计。

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2011-09-05 12:14

d

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ta7698
LV.9
16
2011-09-06 16:00
@hzg03153026
谢谢冰版指导!是工业应用,环境与EMC要求会比较高。我也知道频率如果降低一些对EMI有帮助,不过会增大磁芯的尺寸,这样子电源的尺寸也会比较大。可能在有些场合的应用会得到限制。工作频率做到100K左右,我在前端的EMI滤波、PCB设计、磁性元件设计上多注意一下,应该也能控制在可接受范围内。之前公司有个反激电源(50W左右),开关频率大概130K,电磁兼容方面也都没有太大问题。这个电源功率大概在100W左右,我觉得传导只要EMI滤波设置的好的话,应该问题不大。主要是辐射的问题。至于用电源方案上,由于本人经验有限,AC-DC之前只做过反激式的,对其他拓扑都不是很熟悉,选择正激式,主要是考虑这个比较简单、成熟,也比较容易消化。因为项目的时间也不是很充裕。并且,做一个100W左右,效率要求不高的电源,我觉得正激式的应该是够了。但是不知道是不是最合适的就是了,不知道各位有没有什么高见。另外,可靠性也是我要考虑的一个重点。我之所以倾向于用双端正激,就是考虑到它的mos电压应力不高,可以留出比较大的余量。但是由于之前准备都是按单端正激的来考虑的,因此现在对于双端正激还不是很了解。不过貌似两者在变压器设计上基本相同,mos管的驱动需要加隔离变压器来分别驱动。不知道所用的电源芯片大家有没有推荐没有?我前文提到的RENESAS的M51995不知都有哪位大哥用过没有?好用不? 
M51995也可以做双管正激!
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ydcman
LV.8
17
2011-09-06 16:50
@蚂蚁电源
d
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luoqiongyj
LV.4
18
2011-09-08 15:47
@飘渺一尘
双管正激搜没有谁愿意用了。用llc吧,llc价格差不多,效率高,

这个用LLC应该没优势

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luoqiongyj
LV.4
19
2011-09-08 17:13
@ydcman
顶贴

防浪涌电路与选用的拓扑结构是没有关系的,输入端用一个差模压敏,两个工模压敏加一个放电管可以承受4KV,UL允许在打耐压的时候将放电管的一只脚从PCB上面挑下来。

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hzg03153026
LV.3
20
2011-09-16 11:04
@心中有冰
一般认为双管正激的可靠性要大于单管正激

最终还是考虑用双管正激,毕竟可靠性是第一位。

 

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hzg03153026
LV.3
21
2011-09-16 11:08
@luoqiongyj
防浪涌电路与选用的拓扑结构是没有关系的,输入端用一个差模压敏,两个工模压敏加一个放电管可以承受4KV,UL允许在打耐压的时候将放电管的一只脚从PCB上面挑下来。

不知道共模压敏跟放电管的参数如何呢?

共模压敏加放电管打耐压,由于放电管的阻抗要远高于压敏电阻,因此几乎所有电压都作用于放电管。

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