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反激式开关电源电路图讲解
一, 先分类
开关电源的拓扑结构按照功率大小的分类如下:
10W以内常用RCC(自激振荡)拓扑方式
10W-100W以内常用反激式拓扑(75W以上电源有PF值要求)
100W-300W 正激、双管反激、准谐振
300W-500W 准谐振、双管正激、半桥等
500W-2000W 双管正激、半桥、全桥
2000W以上 全桥
二, 重点
在开关电源市场中,400W以下的电源大约占了市场的70-80%,而其中反激式电源又占大部分,几乎常见的消费类产品全是反激式电源。
优点:成本低,外围元件少,低耗能,适用于宽电压范围输入,可多组输出.
缺点:输出纹波比较大。(输出加低内阻滤波电容或加LC噪声滤波器可以改善)
今天以最常用的反激开关电源的设计流程及元器件的选择方法为例。给大家讲解如何读懂反激开关电源电路图!
三, 画框图
一般来说,总的来分按变压器初测部分和次侧部分来说明。开关电源的电路包括以下几个主要组成部分,如图1
图1,反激开关电源框图
四,原理图
图2是反激式开关电源的原理图,就是在图1框图的基础上,对各个部分进行详细的设计,当然,这些设计都是按照一定步骤进行的。下面会根据这个原理图进行各个部分的设计说明。
图2 典型反激开关电源原理图
五,保险管
图3 保险管
先认识一下电源的安规元件—保险管如图3。
作用: 安全防护。在电源出现异常时,为了保护核心器件不受到损坏。
技术参数: 额定电压 ,额定电流 ,熔断时间 。
分类: 快断、慢断、常规
计算公式: 其中:Po:输出功率
η效率:(设计的评估值)
Vinmin :最小的输入电压
2:为经验值,在实际应用中,保险管的取值范围是理论值的1.5~3倍。
0.98: PF值
六,NTC和MOV
NTC 热敏电阻的位置如图4。
图4 NTC热敏电阻
图4中的RT为NTC,电阻值随温度升高而降低,抑制开机时产生的浪涌电压形成的浪涌电流。
图4中RV为MOV压敏电阻,压敏电阻是一种限压型保护器件,过电压保护、防雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪、保护半导体元器件等
七,XY电容
??????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 图5 X和Y电容?????? 如图X电容,Y电容。根据IEC 60384-14,安规电容器分为X电容及Y电容:1. X电容是指跨与L-N之间的电容器, 2. Y电容是指跨与L-G/N-G之间的电容器。
X电容没有具体的计算公式,经验:若电路采用两级 HYPERLINK /news/listbylabel/label/EMI EMI,则前级选择0.47uF,后级采用0.1uF电容。若为单级 HYPERLINK /news/listbylabel/label/EMI EMI,则选择0.47uF电容。(电容的容量大小跟电源功率没有直接关系)
Y电容的总容量一般都不能超过4700PF(472)
八,共模电感
图6 共模电感
共模电感上,有两个共模电感线圈。这两个线圈绕在同一铁芯上,匝数和相位都相同(绕制方向向反)。共模电感器要不易饱和,如此就需要选择低B-H(磁芯损耗与饱和磁通密度)温度特性的材料,因需要较高的电感量,磁芯的μi值也就要高,同时还必须有较低的磁芯损耗和较高的BS(饱和磁通密度)值,符合上述要求之磁芯材质,目前以铁氧体材质最为合适,磁芯大小在设计时并没有一定的规定,原则上只要符合所需要的电感量,且在允许的低频损耗范围内,所设计的产品体积最小化。
因此,磁芯材质及大小选取应以成本、允许损耗、安装空间等做参考。共模电感常用磁芯的μi约在2000~10000之间。
九,整流桥
图7 整流桥
十,高压启动与RCD箝位电路
图8高压启动与RCD箝位电路
红线圈起的电阻为I C的高压启动电阻,电阻阻值的选择由IC特性决定。
蓝线圈起的部分为RCD箝位电路(也称为关断缓冲电路)。
十一,PWM IC 功能
图9 集成PWM的IC
PWM集成IC的作用:500V高压启动电路;电流控制模式;VCC具有过压保护功能;具备过载保护功能;500mA驱动能力;可调开关频率;内置谐波补偿电路。
各个器件的作用如下介绍:
R11为
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