DC-TO-DC模块电源的设计方法.ppt

DC/DC模块电源的设计方法 --功率电路的设计 开关电源的设计方法： 功率电路的设计 反馈回路的设计 控制回路及辅助功能的设计 变压器设计 电感的设计 功率元件的选择 反馈方式的确定 控制芯片的外围电路设计 PI调节器的设计 辅助电源的设计 各种保护功能的设计 EMI及噪声抑制 三种基本的隔离开关电源： Vin Vo L S D1 D2 Vin Vo L S1 D1 D2 S2 正激型变换器 Vin Vo S Lm D Flyback Converter 桥式变换器 + u(t) - i(t) 电感的电磁学定义： φ 根据法拉第电磁感应定理，二者是同一的： i(t) φ 电路的观点： 磁场的观点： 磁通，磁通密度，及磁芯的导磁率 ： φ 真空： 空气： 铁粉芯： 铁氧体： 在国际单位制中：B称为磁感应强度，单位：特斯拉 T H称为磁场强度，单位：安培每米 A/m φ 面积为S 磁感应强度为B 均匀磁场 称为磁通，磁通围绕电流构成一个闭合回路，且大小连续。 B又称为磁通密度 φ 闭合的磁路及磁路中的气隙： N I 磁路长度lc 磁场强度Hc 截面积Ae 根据电感的定义： 根据安培环路定理: 气隙长度la 气隙强度Ha 在气隙处磁通连续: 所以: 对于无气隙的电感: 对于有气隙的高导磁率电感: N I 磁路长度lc 磁场强度Hc 截面积Ae 磁芯中的磁场强度为： 气隙长度la 气隙强度Ha 铁磁材料的饱和磁密： 磁芯中的磁通密度为： 铁磁材料的磁滞回线 当铁磁材料中的B增加到一定程度时，导磁率μ值会变小，甚至导磁性消失 μ值变为1， 一般铁氧体的饱和磁密为 0.3~0.5T. 增加气隙可以减小电感量，降低磁芯的磁通密度，从而避免磁芯饱和。 铁磁材料的磁芯损耗： ΔB ΔB Bdc Vm : core volume Cm, α,β : provided by manufacture of magnetic core. α= 1~2 β= 2~3 for Philips 3F3 core. 变压器的工作区间 直流电感的工作区间 铁磁材料的磁芯损耗的测量： LCR Meter + u(t) - i(t) 根据实际工作的f和 ΔB画出磁芯的磁滞回线（B-H），磁滞回线的面积即为磁芯损耗 1/R代表了磁芯在小信号下的损耗大小。 High L*Q will lead to low core loss Core characteristics analysis(1)