全面的开关电源知识(三)
1、反馈环路设计以及补偿如何入手?
答:反馈环路的增益,既不是越大越好,也不是越小越好。当反馈环路的增益过高时,输出电压会围绕着平均值上下波动,增益越高,波动的幅度就越大,严重时会出现振荡;当反馈环路的增益过低时,输出电压又会不稳定。为了使输出电压稳定,但又不发生振荡,一般都把反馈环路分成三个回路来组成,一个回路用来决定微分增益的大小,另一个回路用来决定积分增益的大小,还有一个是决定直流增益的大小。仔细调节这三个反馈环路的增益,就可以实现开关电源既稳定,又不出现振荡。
2、如何解决 DC TO DC 效率有点低的问题?
答:把工作频率降低,或把电源开关管换成一个高速开关管,另外还可以把变压器的体积加大,把最大磁通密度(Bm)的取值降低,即把开关变压器初级线圈的匝数增加,因为开关变压器的磁滞损耗和涡流损耗与工作频率成正比,与最大磁通密度增量的平方成正比。
3、您是怎么计算最小直流电压的?
答:这里我不太明白你说的“最小直流电压”是指哪方面?如果是开关电源的最小输入直流电压,一般可根据最低输入交流电压换算得来,比如,最低输入交流电压为 AC100V(有效值),则换算为最低直流输入电压大约为 120V (取平均值),因为整流滤波后最大值为 140V,最低值为 100V,取平均值就是 120V。
如果最小直流电压为晶体管自激式开关电源的正反馈电压,则此电压最好选为晶管导通时工作电压的 2 倍,而留 1 倍作为可调整的余量用。如果最小直流电压为场效应管驱动电路的最小工作电压,则此工作电压最低不能小于 16V,因为,大功率场效应管深度饱和需要的驱动电压都在 12V 以上(最好为 20V)。
4、反激式变压器电源输出侧有毛刺,且毛刺的频率和原边开关频率一样,怎么消除毛刺呢?
答:在次级整流与滤波电容之间串了一个小电感,但电感流过直流时不能饱和,这种电感的磁回路不能用封闭式的,必须要留有很大的气隙。
5、反激式电源开关频率如何优化选择? VOR 反激电压如何优化设置,在什么情况下最合适?匝比如何最优化计算?
答:反激式开关电源工作频率的选择主要与开关电源的工作效率和体积大小有关,而开关电源的工作效率又主要与开关电源管、开关变压器的损耗(磁滞损耗和涡流损耗)有关,这两者的损耗均与频率成正比。开关电源管的损耗主要由开通损耗(导通时间损耗)和关断损耗(关断时间损耗)组成,开关电源管的导通时间和关断时间越长,这两个损耗就越大。
一般大功率开关电源管的导通时间和关断时间都比小功率开关电源管的导通时间和关断时间长很多,所以大功率开关电源的工作频率一般都取得比较低。在考虑开关电源的工作效率时,如果从开关电源的体积和成本等方面考虑,最好选工作效率为 80% 左右较为合适,此时,开关电源管的损耗大约占总损耗的 50%,开关变压器的损耗大约占总损耗的 30%,其余电路的损耗大约占总损耗的 20%。开关变压器的匝数比与输入输出电压的比值有关,与开关电源的占空比有关。
6、初期峰值电流 IP 和反激电压 VOR 以及最优化的反激电源占空比如何设定?
答:反激式开关电源的初、次级线圈产生的反激电压的大小均与开关电源的占空比有关,以及与输入电压有关,在选择开关电源的占空比时,必须考虑,初、级线圈产生的反激电压峰值与工作电压(输入电压)之和不能超过电源开关管耐压 Bvmax 的0.7倍,根据此条件(Bvmax)就可以计算反激式开关电源在最高输入电压时的最大占空比 Dmax。例如,Bvmax 为 650V 的电源开关管,在输入电压为 AC260V时,其占空比只能选为 0.306 左右。
7、驱动波形大小波问题是什么原因引起的?我有款电源,在低压 AC85-120V 的时候输出驱动都很正常,当电压变为 120-150V 的时候,驱动出现大小波,输出电流明显下降。当电压再次提升到 150V-265V 的时候,驱动波形的频率完全不对头了,输出也不对了。
答:如果你的驱动电路采用电容或变压器输出,会出现这种情况,因为电容或变压器传输波形(信号时),信号中不能含有直流分量,如果含有直流分量,输出波形将出现严重失真,只有驱动电路的输出波形,其占空比为 0.5 时,输出波形才不会产生失真,而占空比过大或过小,都会出现失真。
8、关于整流桥的选择,不同的功率选怎么样的整流桥?还有就是我做了一款 30W 的电源,用了 3A 700V 的整流桥,发现整流桥很烫,没几分钟温度就大约有 60 多度了。这个引起整流桥发烫的原因有哪些?
答:整流二极管的选择主要是根据流过整流二极管的电流大小和耐压还有工作频率这三个参数来决定,进行电路参数设计时,流过整流二极管的电流一般只能取标称值(25℃ 时)的三分之一,因为流过整流二极管的工作温度可能会上升到 80℃ 以上。如果整流二极管的导通和关断速度很低,它在电压反向的情况下还会导通一段时间,即反向电流非常大,这样整流二极管也会发热。你的整流桥发热可能属于后一种情况。
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