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原边绕组箝位设计如图2.8所示:
图2.8 原边绕组箝位组成
由于变压器在传递能量时,存在着漏感的能量,需要去磁复位来吸收这部分的能量,C14、R17和D1组成的RDC箝位能够吸收这部分能量,同样有降低传导EMI和噪声作用,如果能满足了传导EMI,且能满足可靠性要求,则D3要装的TVS管可以不装,这样也就降低了一点成本。
2.5 输出RCC电路设计
RCC电路的组成实际上也就成了输出整流滤波了,所组成的电路图如图2.9所示:
图2.9 输出整流滤波电路
在原边MOSFET开关管关断时,变压器就要把在导通时存的能量传递到副边
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来至输出,电流经二极管D5、D6整流出来的为三角波,这需要一阶电解电容C12、C8平滑滤波,再经二阶电感L2和二阶电解电容C13滤波输出。图R10、C6和C7组成RC吸收电路,尤其对断续电路中起着非常重要的作用,能够降低纹波噪声且也有对降低传导EMI有着一定的作用。二极管D5、D6的电压值需要根据变压器的匝比来计算,即二极管最高电压:Vinmax*Ns/Np+Vo=370*14/90+12=59.56V,所以选用的二极管耐压至少要高于60V的。反激电路中,流过二极管D5、D6的峰值电流Ip=Io/Dmax=3/0.45=6.67A,所以所选的二级管电流系数必须大于6.67A,另副边选取的二极管必须是肖特基二极管或超快恢复二极管,这就有利于能量的传递且减少能量的损耗,由上可先选取二极管为两个STQ080,该二极管能流过的峰值电流为8A,耐压值80V,选用两个,保证裕量,减少散热量,且该二极管的成本不高。对经二极管D5、D6整流出来的三角波电流,主要起到平滑作用的电解电容实际上是一阶电解电容C8、C12,这就要选取低阻抗和纹波电流足够的电解电容了,这也是起到降低传导EMI和噪声的作用途径之一。低阻抗的电容厂家比较多,可以在电容厂家手册可以查到,但纹波电流Irip一般要取大于或等于额定电流的1.3倍,Irip=1.3*Io=1.3*3=3.9A,所以选取的每个电容的纹波电流最好要达到:3.9/2=1.95A。 二阶电感L2和二阶电解电容C13取大或取小将会影响到电路稳定性,C8选用的特性要好,这将直接影响到低温时的输出调整率;L2取大了也会影响到纹波噪声的变小但环路会不稳,如果取小则会影响到纹波噪声的变大但环路要稳定些。一般要以C8*C12*Ls/(L2*C13)>10来计算,式中,C代表电容容量,L2为二阶电感的电感量,Ls为副边绕组的电感量。R15和R16可以不装,R14与LED1组成指示灯指示,也可成死负载。D7为TVS管P6KE15A,能起到过压保护作用。
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2.6 开关电源的负反馈控制
负反馈控制电路实际上包括了控制电路和放大电路两部分。负反馈控制电路如图2.10所示:
图2.10 负反馈控制电路
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图2.11 电压采样电路
电压采样及反馈电路由光耦PC817D、TL431和阻容网络组成,如图2.11所示,图中R11和C11用于Tl431的频率补偿,不能缺少。通过调节由R12和VR1组成的分压网络后得到采样电压,该采样电压与三端可调稳压块TL431提供的2.5V基准电压进行比较,当输出电压正常时,采样电压与TL431提供的2.5V电压基准相等,则TL431的K极电位保持不变,从而流过光耦PC1二极管的电流不变,进而流过光耦CE的电流不变,ICE3A0565引脚2的反馈电位Uf保持不变,则引脚6输出驱动的占空比不变,输出电压稳定在设定值不变。当输出12V电压因为某种原因升高时,分压网络上得到的输出电压采样值随之升高,从而TL431的K极电位下降,流过光耦二极管的电流增大,进而流过CE的电流增大,从而ICE3A0565的引脚2的电位升高,由ICE3A0565内部示意图可知:误差放大器AI的输出电压Ue减小,亦即电流检测比较器钳位电压减小,所以可知:ICE3A0565
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引脚6输出驱动的占空比减小,从而使输出电压减小,这样就完成了反馈稳压的过程。
R17可装为0欧姆,ZD1可不装,因为输出电压为12V,Q1 TL431的3脚电压为0~36V,考虑到如果是高电压输出,则ZD1必须要装成稳压管,而R17可不装;R9主要是给TL431提供电流的,同时和R8能影响到环路的调整,R8装大了,过冲小了点,但调整率要变差的,如果装小了,过冲会变大点,但调整率要变好点,这要根据实际情况进行调试取适中参数;Q1 TL431主要利用运放基准进行对输出进行稳压的,1脚的基准电压一般都为2.5V(±1%),2脚需要接输出信号源地,R13、R12和VR1主要起到分压的作用,有公式如下:
2.5V/Vo=(R12+VR1)/(R13+R12+VR1).................(2.1) 由公式(2.1)中可推算出各电阻的阻值,VR1为1K的电位器,计算时要考虑电位器是置中的,也就VR1为500欧姆,另计算时要考虑到VR1调动时不要电压幅度太大;R11和C11主要是环路上的调整了,直接影响到环路的快慢,可根据RHZ(右半平面零点)规则来计算出R11和C11的参数;PC1 PC817D光耦主要是放大然后反馈回原边成放大电路组成了电路为一个闭环工作状态。
2.7 开关电源的电磁兼容及安规标准设计
EMI指来自一个元器件或者系统的电噪声引起另外一个元器件或系统不正常工作;电磁兼容EMC是指两个或以上的系统在存在相互的噪声情况下可以同时工作的条件。电磁兼容EMC的设计主要由以上所讲的降低传导EMI和噪声有关,另对满足电磁兼容EMC设计也有如图2.12所示:
图2.12 CX电容的接入
安规标准设计主要在于PCB的设计、变压器的设计和安规器件的选取。对于
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