基于SG3525的開關(guān)電源設(shè)計
2.2 過流保護
如圖3所示,過流保護是通過在電壓輸出端串接一個0.33 Ω/5W的精密電阻作為電流檢測元件,再將其采樣到的信號輸送到線性光耦PC817中,假如流過采樣電阻的電流過大,將導(dǎo)致光耦的發(fā)光二極管導(dǎo)通,進而使光耦輸送給SG3525的腳10一個高電平,使得其11腳和14腳輸出的PWM波立即消失,開關(guān)管停止工作,變壓器無輸出,達到過流保護的目的。設(shè)計省去了傳統(tǒng)的電流檢測元件:電流互感器,采用線性光耦進行輸入和輸出的隔離,使電路結(jié)構(gòu)簡單可靠,降低了誤報率。本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/178884.htm
2.3 變壓器設(shè)計
2.3.1 最大磁通變化選擇
對于大部分的鐵氧體材料,磁感應(yīng)強度在±0.2T范圍內(nèi)時,磁滯回線的變化可近似等于線性變化,如果超出了這個范圍,鐵氧體磁芯的磁滯回線就進入了彎曲部分,此時當開關(guān)管導(dǎo)通結(jié)束時,勵磁電流將會增大,線圈損耗不可避免的會增大。但是對于大多數(shù)鐵氧體來說,選擇峰值磁感應(yīng)強度為0.2 T仍然很危險,因為當供電電壓或者負載快速變化時,如果誤差反饋放大器在某些開關(guān)周期內(nèi)變化沒有這么快速的話,那么磁感應(yīng)強度就會達到飽和值,進而損壞開關(guān)管,因此,選擇峰值磁感應(yīng)強度為0.16T。
2.3.2 磁芯選擇
假設(shè)變壓器效率為80%,窗口使用系數(shù)為0.4,當輸入電壓為最小值Vin(min)=10 V時,每個開關(guān)管在其半周期內(nèi)的占空比最大,假設(shè)為0.8 T/2,則變壓器的磁芯
式中,Bmax為最大磁感應(yīng)強度;f為變壓器工作頻率;Ae為變壓器磁芯的有效截面積;Ab為變壓器磁芯的窗口面積;Dcma為繞線電流密度,取500圓密爾每有效值安培。
選取的磁芯材料為PC40,磁芯型號為EE42/21/20,該磁芯的有效截面積Ae=2.35cm2,窗口面積Ab=2.75cm2,代人上式得PD=620.4W,遠大于設(shè)計目標500 W,所以選用該磁芯已經(jīng)足夠。
2.3.3 變壓器匝數(shù)的選擇
初級匝數(shù)NP可由法拉第定律得
式中,Vin(min)為輸入電壓的最小值;T為周期;Ae為磁芯有效截面積;△B為0.8 T/2時間內(nèi)的磁通
變化。
取NP=2匝,次級繞組匝數(shù)
在變壓器的繞制過程中,為減少漏感,要將初級繞組和次級繞組緊密耦合。
2.4 輸出濾波器的設(shè)計
2.4.1 輸出電感的設(shè)計
輸出電感不允許進入不連續(xù)工作模式,否則反饋環(huán)對負載變化的調(diào)節(jié)性能將嚴重下降,于是
經(jīng)過實驗,取L0=4mH已經(jīng)足夠,上式中L0、V0和T的單位分別為H、V、和s;Idc(min)為最小輸出電流;Io為額定輸出電流,單位均為A。
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