應(yīng)用IRIS40xx 系列的電源設(shè)計(jì)
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導(dǎo)言
典型電路
設(shè)計(jì)程序
1) 導(dǎo)言
反激式變換器電源非常流行是因?yàn)樗?jiǎn)單、低成本和能夠得到多路輸出。應(yīng)用IRIS40xx 系列集成開(kāi)關(guān)以及本應(yīng)用手冊(cè)提出的設(shè)計(jì)程序,能夠使一個(gè)基本的電源設(shè)計(jì)任務(wù)簡(jiǎn)化。本應(yīng)用手冊(cè)一步一步的將指導(dǎo)你設(shè)計(jì)電源。
2）典型電路
在下面的圖1 中顯示了一個(gè)典型的單路輸出的離線式電源。此電路將作為本應(yīng)用手冊(cè)中提出的設(shè)計(jì)程序的參考電路。這個(gè)電路可用于所有的IRIS 器件，但是如果輸入是直流電壓時(shí)，顯而易見(jiàn)就不需要整流橋DB1。
本電路在電壓控制回路中使用精密電壓基準(zhǔn)調(diào)節(jié)器LM431 來(lái)獲得較好的精確度，但是在后面將會(huì)看到對(duì)于不同性價(jià)比特點(diǎn)的場(chǎng)合還有其它用作調(diào)節(jié)的可供選擇的方法。
這個(gè)電路給出了由電感L1 和電容C1 組成的輸入EMI 濾波器。這兒不包含這些元件的值和計(jì)算，但是有許多對(duì)濾波器設(shè)計(jì)有幫助的出版物，必須注意到你需要濾出的最低頻率是設(shè)計(jì)中IRIS 部分的最小工作頻率。
3）設(shè)計(jì)步驟
3.1）定義電源參數(shù)
第一步就是定義所設(shè)計(jì)電源的參數(shù)，如下所示：
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1）最小交流輸入電壓 |
VACmin | ||
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2）最大交流輸入電壓 |
VACmax | ||
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3）電源頻率 |
fAC | ||
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4）直流總線紋波電壓 |
VDCRIPPLE | ||
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5）主輸出電壓 |
Vo1 | ||
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6）主輸出的滿載電流 |
Io1 | ||
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7）主輸出的紋波電壓 |
Vo1RIPPLE | ||
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8）輔助電源 |
VCC |
（在16-20V 范圍內(nèi)選擇） | |
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9）附加的輸出電壓 |
Vo2..VoN |
（N=4 時(shí)是4 路輸出電源） | |
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10）附加輸出的滿載電流 |
Io2..IoN |
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11）附加輸出的紋波電壓 |
Vo2RIPPLE..VoNRIPPLE | ||
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12）主輸出的精確度 |
Vo1TOL | ||
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13）主輸出的調(diào)整率 |
Vo1REG | ||
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14）估計(jì)效率 |
η | ||
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15）光耦增益 |
GOC |
(推薦GOC=1) | |
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3.2) 選擇所用IRIS 的序列號(hào) |
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序列號(hào) |
額定電壓值（V） |
最大輸出功率（W） |
Rdson（歐姆） |
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IRIS4007（K） |
200 |
30 |
0.4 |
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IRIS4011（K） |
650 |
60 |
3.9 |
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IRIS4013（K） |
650 |
120 |
1.95 |
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IRIS4015（K） |
650 |
180 |
0.9 |
AN1025
使用上表選擇適合應(yīng)用的器件，可根據(jù)下面的提示：DC 輸入最大到200V——選用200V 的器件AC 輸入最大到200V——選用200V 的器件全電壓范圍輸入——選用650V 的器件200-240VAC 輸入——選用650V 的器件{{分頁(yè)}}
注：選擇使用達(dá)到或接近它的最大額定功率的器件時(shí)需要一個(gè)很大的散熱器，如果受空間的或空氣流動(dòng)的限制，應(yīng)降額使用，減小功率約為最大值的一半，例如對(duì)于一個(gè)60W 的適配器選用IRIS403（K）比用IRIS4011（K）要好。
3.3）定義IRIS 的工作參數(shù)
現(xiàn)在我們需要對(duì)上一步所選擇的IRIS 器件定義一些工作參數(shù)。所需要的參
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數(shù)如下： | ||
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1）最小工作頻率 |
fmin | |
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2）最大占空比 |
Dm | |
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3）并聯(lián)諧振電容值 |
Cres |
（所用值范圍47pf-1nF） |
3.4）設(shè)計(jì)變壓器（T1）
參考AN1024a“應(yīng)用IRIS40xx 系列的反激式變壓器設(shè)計(jì)”，也可訪問(wèn)網(wǎng)站利用IRIStran.xls 軟件設(shè)計(jì)。
3.5）輸入二極管橋（DB1）利用下面的公式選擇輸入橋：
此處PO 是在3.4)中所計(jì)算的最大輸出功率。
COSϕ是功率因數(shù)，假定為0.6。結(jié)果IINrms 是二極管橋的最小額定電流。
計(jì)算結(jié)果VDCmax 給出了二極管橋的最小額定電壓值，一般地，對(duì)于230V 的輸入選用600V，世界通用輸入選用800V。
3.6）輸入濾波電容（C2）
為了計(jì)算輸入濾波電容，我們需要先計(jì)算最小火線電壓時(shí)的直流總線峰值電壓，然后通過(guò)計(jì)算放電時(shí)間和電路中的均方根電流，我們能夠計(jì)算出所需的電容值。
放電時(shí)間
這兒我們假定在最壞情況下，電容在從一個(gè)峰值電壓到下一個(gè)相鄰全波整流峰值電壓到來(lái)之前必須保持所需的電荷。它比實(shí)際所需要長(zhǎng)，但是所給的電容保守值有益于改善電壓紋波。
此處VDCRIPPE 是開(kāi)始所指定的值它給出了電容值，由3.5)節(jié)計(jì)算的VDCmax 可以獲得額定電壓值。
3.7）輸出整流（D6，D2）
在不連續(xù)反激電源中的輸出整流管要承受很高的峰值和均方根電流。峰值反向電壓是最大輸入電壓和變壓器匝比的函數(shù)。
最小額定電流Isrms 是3.4）節(jié)中所計(jì)算的值。
VDrev 是二極管的最小額定電壓。在反激變換器中大部分的功耗通常來(lái)源于輸出整流管，因此對(duì)主要的大功率輸出，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選用肖特基二極管可以減小導(dǎo)通損耗。輔助繞組和次要的低功率繞組通常可以用非常小的快速開(kāi)關(guān)二極管，例如1N4148，它的選擇依賴于所計(jì)算的額定電流和電壓。
3.8）輸出電容（C7）
在高峰值電流的不連續(xù)設(shè)計(jì)中，反激電路中的輸出電容要承受很高的均方根和紋波電流，因此需要注意所指定的電容值完全合適以確保不會(huì)危及可靠性和壽命。
選擇輸出電容時(shí)有一些重要的因素。它們是：
1）電容容量值2）紋波電流3）低的ESR 4）工作溫度（85
評(píng)論