技術(shù)分享：一款低壓大電流開關(guān)電源的電路設(shè)計(jì)

(1)變壓器的初級(jí)匝數(shù)N1

N1=U·D·104/f·△Bm·Ac

其中U為輸入電壓；D為占空比；f為開關(guān)頻率；△Bm為磁感應(yīng)增量；Ac為磁芯的有效面積。

(2)變壓器的次級(jí)匝數(shù)N2

N2=N1·Vo/D

其中Vo為輸出電壓。

(3)初級(jí)電感量Lpri

m的確定

初級(jí)電感量Lprim由下式?jīng)Q定

Lprim=uo·ua·N12·Ae/le

式中，uo為真空磁導(dǎo)率；ua是振幅磁導(dǎo)率；N1是初級(jí)繞組匝數(shù)；Ae是磁芯的有效截面積；e是有效磁路長度。

(4)輸出電壓

Vo=D·Vin·N1/N2

(5)輸出電感L和電容C的計(jì)算

L=2.5R/f

取IL(peak)=1.1Io

C=△IL/8f△Vo

ESR(max)=△Vo/△IL

其中 △IL=0.2Io

(6)導(dǎo)線的參數(shù)

導(dǎo)線的截面積與線徑d

Sm=Ii/J

di=1.13Sm1/2

其中Ii為各繞組電流有效值(A)；J為電流密度，它是根據(jù)銅損計(jì)算出來的，根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)線的電流密度在自然風(fēng)冷時(shí)選擇2-4(A/mm2),而在強(qiáng)制風(fēng)冷時(shí)選擇3-5(A/mm2)，其值是適宜的。

計(jì)算所需導(dǎo)線直徑時(shí)，應(yīng)考慮趨膚效應(yīng)的影響。當(dāng)導(dǎo)線直徑大于2倍趨膚深度時(shí)，應(yīng)盡可能采用多股導(dǎo)線并繞。當(dāng)用n股導(dǎo)線并繞時(shí)，每股導(dǎo)線的直經(jīng)din按下列公式計(jì)算：

din=di/n1/2

銅線的趨膚深度△有以下經(jīng)驗(yàn)公式：

△=66.1/f1/2

用上述公式計(jì)算△后，與di相比較，在di大于2△時(shí)，應(yīng)采用多股導(dǎo)線并繞，n的大小以din不大于2△為好。同步整流技術(shù)存在的問題及解決方案

同步整流技術(shù)的基礎(chǔ)是應(yīng)用MOSFET替代二極管整流器，但MOSFET如用為開關(guān)具用雙向?qū)ǖ奶匦?。這一特性使得含有同步整流技術(shù)的變換器，在使用中產(chǎn)生了下述問題。

1 應(yīng)用同步整流的變換器并聯(lián)運(yùn)行的問題

同步整流技術(shù)一般應(yīng)用在低壓大電流情況下，因而往往將多個(gè)具有同步整流技術(shù)的變換器并聯(lián)使用，當(dāng)并聯(lián)的兩個(gè)變換器輸出電壓不同，且差值達(dá)到一定值時(shí)，輸出電壓低的變換器的輸出電流將反向，輸出電壓高的變換器就既給負(fù)載提供電流又為輸出電壓低的變換器提供電流，從而加大輸出電壓高的變換器負(fù)荷，結(jié)果沒有達(dá)到并聯(lián)增大負(fù)載電流的目的。另外還有自振蕩問題，這將導(dǎo)致MOSFET的電壓應(yīng)力增加，給變換器輸出帶來諧波干擾。對(duì)這個(gè)問題，我們給電源設(shè)計(jì)了電壓調(diào)整端，輸出電壓在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，如用戶需要并聯(lián)運(yùn)行，只需將電壓精準(zhǔn)地調(diào)整一致即可。

2 效率問題

在輕載條件下，使用二極管整流器的變換器會(huì)進(jìn)入電流不連續(xù)工件模式(DCM)，但對(duì)于使用了同步整流技術(shù)的變換器，由于MOSFET的雙向?qū)?