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反激式开关电源的典型电路
时间:2020-12-04 08:14:46 点击次数:4729

1-1 反激式开关电源典型电路结构

 

藉由PWMIC操控开关管的导通与否,配合次级侧的二极管和电容,即可得到安稳DC电压的输出。Ui 为含有必定沟通成份的直流电压,由开关功率管斩波和高频变压器降压,将贮存于在变压器的能量传递给次级侧,转换成所需电压值的方波,最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。此外改动变压器初、次级的圈数,就可以得到想要的DC电源。PWM 操控电路是这类开关电源的中心,它经过取样反馈闭环回路,调整高频开关元件的开关时间份额即占空比,以到达安稳输出电压的目的。

 

因为高频变压器的磁芯仅作业在磁滞回线的一侧,并且只要一个输出端,而MOS开关功率管导通时,次级整流二极管截止,电能就贮存在高频变压器的初级电感线圈中;MOs功率管关断时整流二极管导通,初级线圈上的电能传输给次极绕组,并经过次级整流二极管输出,故称之为单端反激式。

 

第一节开关电源的搅扰特性及其按捺办法

 

开关电源虽然具有许多长处并得到广泛的应用,但因为它具有严重的射频搅扰,在线性电路中的应用一向遭到很大的限制。开关电源是把工频沟通整流为直流后,再经过开关变为高频沟通,这以后再整流为安稳直流的一种电源,这样就有工频电源的整流波形畸变发生的噪声与开关波形发生的噪声。在输入侧泄露出去就表现为传导噪声和辐射噪声,在输出侧泄露出去就表现为纹波。一起外部噪声会进到电子设备中,而供给负载的电源噪声也会泄露到外部。若电源线中有噪声电流经过,电源线就相当于天线向空中辐射噪声。而这些噪声都会影响设备的正常作业。要想使其得到更广泛的应用,满足电磁兼容性的有关目标,就需要有效地按捺开关电源的搅扰。

 

杂讯搅扰的途径有两种,即传导搅扰与辐射搅扰。以下分别对两种搅扰的特性与按捺办法做一介绍。

 

1.1传导搅扰及其按捺办法

 

从导线传入的搅扰称为传导搅扰,其搅扰能量经过导电体进行传达,开关电源的输入、输出引线都是传导搅扰的媒介。

 

开关电源发生的搅扰会沿电源引线进入电网,污染电网,使同一电网的电子设备遭到搅扰。一起电源的输出线还将把搅扰噪声传递给负载,使作为电源负载的电子设备直接遭到搅扰,当这种搅扰起伏若大到必定程度,会影响线性电路和一些小信号电路的正常作业。

 

因为传导搅扰首要是经过输入输出引线进行传达,因而相对来说传导搅扰的按捺要容易些,首要办法是加接输入输出滤波器。

 

在开关电源的输入侧要介入电容与电感构成的滤波器,用于按捺沟通电源发生的EMI,而该滤波器也称为电磁兼容(EMI)滤波器。其电路如图2-1所示。

 

 

2-1输入端抑制传导干扰电路(EMI)

该滤波器是一典型的低通滤波器,使开关电源产生的一些高频脉冲搅扰经过它后得到极大的衰减,能较好的滤除来源于电网或者传入电网的搅扰,使其符合FCCCEVDE等规范。

 

图中L901L902为共模扼流圈,它是绕在同一磁环上的两只独立的线圈,圈数相同,绕向相反,在磁环中产生的磁通彼此抵消,磁芯不会饱满,首要按捺共模搅扰,感值愈大对低频搅扰按捺作用愈佳。这样绕制的滤波电感按捺共模搅扰的性能大大提高。L901L902别离挑选感值为2.OmH15mH的共模扼流圈。

 

c901C902为共模电容,首要按捺差模搅扰,即前方和零线别离与地之间的搅扰。电容值愈大对低频搅扰按捺作用愈好,在这里选用102PF /250V

 

c903C904 为差模电容,首要按捺共模搅扰,即按捺前方和零线之间的搅扰。电容值愈大对低频搅扰按捺作用愈佳,在这里选用0.47uF/300V。有时为了降低成本也可将C904省去。

 

图中CN901为插座,接电网电压。F901为保险丝,电路中选用了标准为2A/250V的保险丝,它在高压时熔断,可防止设备在突发的高压时引起的损坏。NR901为负温度系数热敏电阻,开机瞬间温度低,阻抗大,防止电流对回路的浪涌冲击。常温下其标准为5A/52R9o1R902对立搅扰电容起泄放作用,可于关机后迅速消耗掉C903储存的电能,防止带电损耗元件。它们的标准都为1MQ,一般选用金属釉资料。

 

对输出端的搅扰按捺,首要也是靠高频滤波器,电路图如下所示。

 

 

输出端按捺传导搅扰电路

 

滤波电感因为作业在直流大电流状态下,磁芯在较大的磁场强度下作业,简单包括,一旦饱满,电感即失掉滤波作用。因此有必要采用饱满磁场强度很大的恒u磁心,如铁镍钼磁粉芯等金属磁芯。

 

因为输出搅扰的频谱相当丰富,从几十赫兹到几十兆赫兹均含分量。因为在高频的情况下,滤波电容等效由纯电容(C)、等效串联电阻(RES)和等效串联电感(LES)构成的串联电路。在作业频率f超过电容器的自谐振频率fr时,电容器就起到电感的作用。值大的滤波电容对低频搅扰比较敏感,相反,值小的滤波电容吸收高频搅扰的作用比较好。因此不能光采用大电解电容滤波C916,还有必要加接自谐振频率很高的陶瓷电容器C917

 

此外,输出搅扰的幅度还与PCB板的布线有很大联系,不合理的布线往往会使搅扰幅度大几倍,尤其是接地点的组织特别重要。

 

1.2辐射搅扰及其按捺办法

 

从空间传入的搅扰称为辐射搅扰,一般是指耦合搅扰,即搅扰能量通过空间介质进行近场感应。因为开关电源一般作业在低压大电流情况下,因此磁场搅扰大于电场搅扰。主要由开关变压器的漏感、开关功率管在开关转换时的大电流脉冲、开关二极管反向恢复的硬特性等引起。[2]

 

辐射搅扰的按捺主要靠屏蔽。对电场可采用导电良好的资料,而磁场屏蔽则应采用导磁率较高的资料。在本文中就不作详细论述。

 

按捺搅扰最有用的方法,是尽量减少搅扰源的搅扰能量。对开关电源变压器要减少其漏感,并选择开关参数优秀的晶体管和软恢复的开关二极管。

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