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模块电源电路的设计

编辑:南京弗来翔电子有限公司时间:2022-08-01

模块电源电路设计:

在模块电源设计中,对于两路输出功率不相称的模块来说,其设计重要有两种方法:一是采用变压器绕组,并行使耦合电感和低压稳压电路进行二次稳压方法。二是采用变压器次级多绕组来分别输出两路相对自力的电压。其中方法一虽然可以进步电路的稳固度,保证输出电压的精度,但是会增长电路的损耗,由于二次稳压电路的输入和输出电压差越小,稳压电路功耗就越小。

该项目两路输出功率相差很大,分别为55W和2.5 W,主路功率转变范围也较大。而若采用方法二,又因为反馈只能控制一起电压,所以只能有一起输出电压的精度得到保证,另一起电压只能靠变压器和滤波电感预稳,而主路输出功率转变较大又必然带来辅路变压器次级电压的较大转变,因而无法保证输出电压的精度。为此,本设计采用两路输出来分别自力地控制和反馈,如许既可以正确控制输出电压,又可以减小因二次稳压带来的损耗。

模块电源变压器设计:

设计变压器时,应首先合理选择磁芯材料。磁芯材料需考虑的重要因数是它在工作频率处的损耗和应用磁通密度。确定了电源模块工作频率后,即可根据制造商提供的手册确定材料的详细型号,然后查出模块在恶劣使用环境条件下的磁通饱和密度,再由此确定使用大磁通密度,以保证变压器始终不会工作在饱和点dc dc电源模块,进步模块的可靠性。确定了详细的磁芯型号、外形和尺寸后,便可以查到该型号在125℃时的磁通饱和密度Bs,然后根据降额设计选择大磁通密度为0.2Bs,在确定BMAX后,就可以根据下式计算出变压器的原边匝数:

上式中Kf为波形系数(方波时为4),为开关频率(Hz)。Ae是磁芯有用面积(m2),BMAX为磁通密度(T),Vi为输入电压(V),Np为原边匝数。由原边匝数便可计算出变压器的副边匝数:

上式中Np为副边匝数,ViIN为原边小输人电压。因为和变压器相干的损耗重要有磁滞、涡流和电阻损耗。磁滞损耗与绕组的匝数有关,它决定了每个工作周期磁场力所作的功。该损耗可以由下式给出:

上式中Kh瓦为材料的磁滞损耗常数,Vc是磁芯体积,单位cm3,fSW为开关频率,单位为Hz,BMAX是大工作磁通密度,单位T。

损耗与开关频率和工作磁通密度大值的二次方成正比。因此,在设计时,应在优选具有高导磁率、高频损耗小的磁芯作变压器磁芯的前提下,还要合理设定BMAX,并通过合理设计匝数来减小变压器的磁滞损耗。


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