設(shè)計(jì)一個(gè)電源如何考慮選擇拓?fù)滟Y料下載

決定拓?fù)溥x擇的一個(gè)重要因素是輸入電壓和輸出/輸入比。圖1示出了常用隔離的拓?fù)湎鄬?duì)適用的電壓范圍。拓?fù)溥x擇還與輸出功率，輸出電壓路數(shù)，輸出電壓調(diào)節(jié)范圍等有關(guān)。一般情況下，對(duì)于給定場(chǎng)合你可以應(yīng)用多種拓?fù)?，不可能說(shuō)某種拓?fù)鋵?duì)某種應(yīng)用是絕對(duì)地適用，因?yàn)?a target='_blank' class='arckwlink_none'>產(chǎn)品設(shè)計(jì)還有設(shè)計(jì) 者對(duì)某種拓?fù)涞慕?jīng)驗(yàn)、元器件是否容易得到、成本要求、對(duì)技術(shù)人員要求、調(diào)試設(shè)備和人員素質(zhì)、生產(chǎn)工藝設(shè)備、批量、軍品還是民品等等因素有關(guān)。因此要選擇最好的拓?fù)洌仨毷煜っ糠N拓?fù)涞拈L(zhǎng)處和短處以及拓?fù)涞膽?yīng)用領(lǐng)域。如果隨便選擇一個(gè)拓?fù)?，可能一開(kāi)始就宣布新電源設(shè)計(jì)的失敗。 圖1：各種隔離拓?fù)鋺?yīng)用電壓范 2、輸入和輸出 如果輸出與輸入共地，則可以采用非隔離的Buck，Boost共地變換器。這些電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，元器件少。如果輸入電壓很高，從安全考慮，一般輸出需要與輸入隔離。 在選擇拓?fù)渲?，你首先?yīng)當(dāng)知道輸入電壓變化范圍內(nèi)，輸出電壓是高于還是低于輸入電壓？例如，Buck變換器僅可用于輸出電壓低于輸入電壓的場(chǎng)合，所以，輸出電壓應(yīng)當(dāng)在任何時(shí)候都應(yīng)當(dāng)?shù)陀谳斎腚妷?。如果你要求輸?4V，輸出15V，就可以采用Buck拓?fù)?；但是輸?4V是從8V～80V，你就不能使用Buck變換器，因?yàn)锽uck變換器不能將8V變換成15V。如果輸出電壓始終高于輸入電壓，就得采用Boost拓?fù)洹? 如果輸出電壓與輸入電壓比太大（或太小）是有限制的，例如輸入400V，要求輸出48V還是采用Buck變換器，則電壓比太大，雖然輸出電壓始終低于輸入電壓，但這樣大的電壓比，盡管沒(méi)有超出控制芯片的最小占空比范圍，但是，限制了開(kāi)關(guān)頻率。而且功率器件峰值電流大，功率器件選擇困難。如果采用具有隔離的拓?fù)?，可以通過(guò)匝比調(diào)節(jié)合適的占空比。達(dá)到較好的性能價(jià)格比。 3、開(kāi)關(guān)頻率和占空比的實(shí)際限制 3.1、開(kāi)關(guān)頻率 在設(shè)計(jì)變換器時(shí)，首先要選擇開(kāi)關(guān)頻率。提高頻率的主要目的是減少電源的體積和重量。而占電源體積和重量最大的是磁性元件?，F(xiàn)代開(kāi)關(guān)電源中磁性元器件占開(kāi)關(guān)電源的體積（20%～30%），重量（30%～40%），損耗20%～30%。根據(jù)電磁感應(yīng)定律有： 式中U－變壓器施加的電壓；N－線圈匝數(shù)；A－磁芯截面積；ΔB－磁通密度變化量；f－變壓器工作頻率。 在頻率較低時(shí)，ΔB受磁性材料飽和限制。由上式可見(jiàn)，當(dāng)U一定時(shí)，要使得磁芯體積減少，匝數(shù)和磁芯截面積乘積與頻率成反比，提高頻率是減少電源體積的主要措施。這是開(kāi)關(guān)電源出現(xiàn)以來(lái)無(wú)數(shù)科技工作者主要研究課題。 但是能否無(wú)限制提高開(kāi)關(guān)電源頻率？非也。主要有兩個(gè)限制因素：第一是磁性材料的損耗。高頻時(shí)一般采用鐵氧體，其單位體積損耗表示為： 式中η－不同材料的系數(shù)；f－工作頻率；Bm－工作磁感應(yīng)幅值。α和β分別為大于1的頻率和磁感應(yīng)損耗指數(shù)。一般α＝1.2～1.7；β=2～2.7。頻率提高損耗加大，為減少損耗，高頻時(shí)，降低磁感應(yīng)Bm使得損耗不太大，違背了減少體積的目的。否則損耗太大，效率降低。再者，磁芯處理功率越大，體積越大散熱條件越差，大功率磁芯也限制開(kāi)關(guān)頻率。 圖2：Buck變換器功率管電流、電壓波形 其次，功率器件開(kāi)關(guān)損耗限制。以Buck變換器為例來(lái) 說(shuō)明開(kāi)關(guān)損耗。圖2是典型的電流連續(xù)Buck變換器功率管電流電壓波形圖。可以看到，晶體管開(kāi)通時(shí)，集電極電流上升到最大值時(shí)集電極電壓才開(kāi)始下降。關(guān)斷時(shí)，集電極電 壓首先上升到最大值集電極電流才開(kāi)始下降。假定電壓、電流上升和下降都是線性的?？梢缘玫介_(kāi)關(guān)損耗為 式中tr=tri trv—開(kāi)通時(shí)電流上升時(shí)間與電壓下降時(shí)間之和；td=tdi tdv—關(guān)斷時(shí)電壓上升時(shí)間與電流下降時(shí)間之和。一般tr td

電源穩(wěn)壓DCAC