高效率開關電源設計4

1.應用IRIS4015

實現(xiàn)準諧振反激式開關電源第一頁，共56頁。第一頁，共56頁。第二頁，共56頁。第二頁，共56頁。樣機的電路板元件排布圖第三頁，共56頁。第三頁，共56頁。樣機的電路板圖第四頁，共56頁。第四頁，共56頁。輕載時的開關管漏-源極電壓波形第五頁，共56頁。第五頁，共56頁。滿負載時的開關管漏-源極電壓波形第六頁，共56頁。第六頁，共56頁。需要解決的問題輕負載時開關頻率升高的限制。解決方法1：采用QR/PRC（準諧振/脈沖比率控制）控制方式。第七頁，共56頁。第七頁，共56頁。PRC工作狀態(tài)下的空載漏/源極電壓波形第八頁，共56頁。第八頁，共56頁。測試結果1.樣機：輸入220VAC±20%，輸出電壓24VDC/3.5A。2.電源效應與負載效應：＜1%。3.效率：89%。4.輸出電壓尖峰：88mV（100MHz示波器測試）第九頁，共56頁。第九頁，共56頁。2.應用ICE1QS01實現(xiàn)準諧振反激式開關電源第十頁，共56頁。第十頁，共56頁。解決方法2：數(shù)字降頻利用Infineon的數(shù)字降頻的準諧振反激式開關電源控制芯片ICE1QS01對反激式開關電源進行控制，實現(xiàn)數(shù)字降頻。第十一頁，共56頁。第十一頁，共56頁。數(shù)字降頻特性第十二頁，共56頁。第十二頁，共56頁。數(shù)字降頻的開關管漏-源極電壓波形重負載時開關管的漏-源極電壓波形第十三頁，共56頁。第十三頁，共56頁。數(shù)字降頻的開關管漏-源極電壓波形負載減輕后開關管在第二個漏-源電壓的極小值處開通第十四頁，共56頁。第十四頁，共56頁。數(shù)字降頻的開關管漏-源極電壓波形負載進一步減輕時開關管在第三個漏-源電壓的極小值處開通第十五頁，共56頁。第十五頁，共56頁。數(shù)字降頻的開關管漏-源極電壓波形負載更加減小時開關管在第七個漏-源電壓的極小值處開通第十六頁，共56頁。第十六頁，共56頁。應用ICE1QS01實現(xiàn)準諧振反激式開關電源第十七頁，共56頁。第十七頁，共56頁。電路板元件排布圖第十八頁，共56頁。第十八頁，共56頁。電路的印制板圖第十九頁，共56頁。第十九頁，共56頁。電流泵對功率因數(shù)的貢獻通過簡單的電路可以將開關電源的功率因數(shù)提高到要求值。第二十頁，共56頁。第二十頁，共56頁。3.用NCP1207實現(xiàn)準諧振反激式開關電源第二十一頁，共56頁。第二十一頁，共56頁。（1）75W顯示器開關電源電路圖第二十二頁，共56頁。第二十二頁，共56頁。75W顯示器開關電源電路板圖第二十三頁，共56頁。第二十三頁，共56頁。75W顯示器開關電源電路板元件排布圖第二十四頁，共56頁。第二十四頁，共56頁。動態(tài)自供電示意第二十五頁，共56頁。第二十五頁，共56頁。（2）12V24W帶有同步整流器的準諧振開關電源設計實例8127D第二十六頁，共56頁。第二十六頁，共56頁。電路圖第二十七頁，共56頁。第二十七頁，共56頁。電路板圖第二十八頁，共56頁。第二十八頁，共56頁。元件排布圖第二十九頁，共56頁。第二十九頁，共56頁。變壓器設計輸入電壓與整流輸出電壓第三十頁，共56頁。第三十頁，共56頁。變壓器設計效率按87%計算，輸入功率與輸出功率的關系：第三十一頁，共56頁。第三十一頁，共56頁。變壓器設計直流母線的電流平均值第三十二頁，共56頁。第三十二頁，共56頁。變壓器設計開關管選擇800V耐壓，對應的反沖電壓：其中尖峰電壓選330V。第三十三頁，共56頁。第三十三頁，共56頁。變壓器設計最大占空比：第三十四頁，共56頁。第三十四頁，共56頁。變壓器設計開關管峰值電流：第三十五頁，共56頁。第三十五頁，共56頁。變壓器設計開關頻率為70kHz時對應的開關管導通時間第三十六頁，共56頁。第三十六頁，共56頁。變壓器設計選擇EF25磁芯，有效截面積：52.5mm2，最大磁感應強度選250mT，對應的初級繞組匝數(shù)：第三十七頁，共56頁。第三十七頁，共56頁。變壓器設計繞組導線的選擇，為了降度繞組的損耗，可以采用多股線繞制，如0.12mm/4股絞和后繞制第三十八頁，共56頁。第三十八頁，共56頁。變壓器設計對應的初級電感量：第三十九頁，共56頁。第三十九頁，共56頁。變壓器設計對應的磁芯的電感系數(shù)：第四十頁，共56頁。第四十頁，共56頁。變壓器設計次級繞組匝數(shù)：第四十一頁，共56頁。第四十一頁，共56頁。變壓器設計次級繞組可采用多股線繞制，可選用0.22mm/24股絞和后繞制，或直接購買同規(guī)格的lizi線。第四十二頁，共56頁。第四十二頁，共56頁。變壓器設計輔助繞組匝數(shù)：第四十三頁，共56頁。第四十三頁，共56頁。變壓器設計輔助繞組可以采用0.15mm漆包線繞制。第四十四頁，共56頁。第四十四頁，共56頁。變壓器設計繞法：最里面為1/2初級，然后為次級，再繞另1/2初級，最后是輔助繞組。第四十五頁，共56頁。第四十五頁，共56頁。輸出電流互感器設計第四十六頁，共56頁。第四十六頁，共56頁。不同輸出功率時開關管漏-源極電壓波形第四十七頁，共56頁。第四十七頁，共56頁。最高電源電壓和最大負載時開關管漏-源極電壓波形第四十八頁，共56頁。第四十八頁，共56頁。電源電壓在180VAC時效率與輸出功率的關系第四十九頁，共56頁。第四十九頁，共56頁。第五十頁，共56頁。第五十頁，共56頁。電源電壓在240VAC時效率與輸出功率的關系第五十一頁，共56頁。第五十一頁，共56頁。第五十二頁，共56頁。第五十二頁，共56頁。滿負載的開關管柵極電壓與漏極電壓波形（180V、輸入時）第五十三頁，