反激开关电源的设计与调试
1.实验目的:
掌握反激电路、TOP255YN芯片的使用方法与各元器件的参数计算;掌握各种测试仪器的使用;输入220交流电压,得到12V电压,1.5A电流稳定主输出;副输出5V,1A。频率f=66KHZ,输出功率23W,输出纹波100mV。
2.实验器材:
示波器、负载、输入电源、测温器、万用表。
3.实验内容:
(1)反激电路工作原理
连续模式初级电流有前沿阶梯且从前沿开始斜坡上升。在开关管关断期间,次级电流为阶梯上叠加衰减的三角波。当开关管在下个周期开始导通瞬间,次级仍然维持有电流。在下一个周期开关管开通时刻,变压器储存能量未完全释放,仍有能量剩余。
三、实验数据分析
输入电压为220V交流,整流后得到Vdc=311V直流。MOS管上电压为Vdc+(Np/Ns)*(Vo+1)=400V。 (1)变压器设计 占空比:Ton?(Vo?1)(Np/Ns)?0.8T=0.4695
(Vdc?1)?(Vo?1)(Np/Ns)2?Vo?Ton=71匝取72匝 f=66khz
2?Bpk?Ae?f(Vo?1)?Toff=8.2匝取9匝
Ton?Vdc初级匝数:Np?次级匝数:Ns?Np?次级峰值电流:Icrs?Po?2.83A
Vo(1?Ton)次级平均电流:Iar?Toff?Icsr=1.5A
Icpr?1.25Po=0.337A
Ton?VoTop255芯片峰值电流:Ip?Icpr/Ton=0.802A 过载保护:
典型值Ilimit=1.7A
Ril=12k时,Ilimit0=61%Ilimit =1.037A(上图左边为百分比) 说明:当Ip大于Ilimit0时,top255停止工作以达到过载保护的效果。
(2)电感设计 Lp?(Vdc?1)(Vdc)Ton^2=1198.3uH
2.5?T?Po(3)测试数据
变压器温度50摄氏度,TOP255温度30摄氏度。 主输出Vo=11.54V,Io=1.47A。
四、实验波形
五、实验出现的问题
由于电路反馈环不稳,变压器噪声过大,去掉
R12电阻,将C16
改为105电容,反馈环变得稳定。(电流型的反馈只需要一个单零点,则f零点=
111=fc,fc=f=10KHz),算得R12取470K,C16
52?R12C163取105.在高频下与R12并联的电容阻抗低,信号大部份通过电容,R12失去效果,去掉R12与跟他并联的电容,电路也能实现稳定。
5V幅输出端要在12V端有载的情况下用,否则占空比不够不能带载。
过载保护,短路保护通过设置R15电阻值大小,来设置保护流限,当超出流限时TOP255停止工作。