LED照明开v8彩票关电源设计原理及全过程

2020-05-04 05:09字体:
  

  是行使今世电力电子身手,限定开闭管开通和闭断的年光比率,支撑安宁输出电压的一种,开闭电源凡是由脉冲宽度调制(PWM)限定IC和MOSFET组成。开闭电源和线性电源比拟,二者的本钱都跟着输出功率的扩大而增加,但二者增加速度各异。线性电源本钱正在某一输出功率点上,反而高于开闭电源,这一点称为本钱反转点。跟着电力电子身手的兴盛和革新,使得开闭电源身手也正在不时地革新,这一本钱反转点日益向低输出电力端挪动,这为开闭电源供给了空阔的兴盛空间

  电源有如人体的心脏,是全面电兴办的动力。但电源却不像心脏那样阵势简单。由于,符号电源性子的参数有功率、电源、频率、噪声及带载时参数的变动等等;正在统一参数哀求下,又有体积、重量、状态、效力、牢靠性等目标,人可按此去塑制和完善电源,因而电源的阵势是极众的。

  跟着电力电子身手的高速兴盛,电力电子兴办与人们的职责、生涯的联系日益亲近,而电子兴办都离不开牢靠的电源,进入80年代准备机电源一共达成了开闭电源化,率先告竣准备机的电源换代,进入90年**闭电源接踵进入各类电子、电器兴办规模,程控换取机、通信、v8彩票电子检测兴办电源、限定兴办电源等都已广博地利用了开闭电源,更促使了开闭电源身手的火速兴盛。开闭电源是行使今世电力电子身手,限定开闭晶体管开通和闭断的年光比率,支撑安宁输出电压的一种电源,开闭电源凡是由脉冲宽度调制(PWM)限定IC和MOSFET组成。开闭电源和线性电源比拟,二者的本钱都跟着输出功率的扩大而增加,但二者增加速度各异。线性电源本钱正在某一输出功率点上,反而高于开闭电源,这一本钱反转点。跟着电力电子身手的兴盛和革新,使得开闭电源身手正在不时地革新,这一本钱反转点日益向低输出电力端挪动,这为开闭电源供给了广博的兴盛空间。

  凡是电力要通过转换材干合适利用的必要。转换的例子有:互换转换成直流,高电压形成低电压,大功率中取小功率等等。

  2.通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号限定开闭管,将阿谁直流加到开闭变压器低级上;

  4.输出局部通过必定的电道反应给限定电道,限定PWM占空比,以到达安宁输出的目标。

  愿望以简短的篇幅,将公司目前策画的流程做先容,若有先容欠妥之处,请不吝金玉。

  变压器是悉数电源供应器的紧急主旨,是以变压器的准备及验证是很紧急的,以下即就DA-14B33变压器做先容。

  B(max)依死心的材质及自己的温度来确定,以TDK Ferrite Core PC40为例,100℃时的B(max)为3900 Gauss,策画时应试虑零件偏差,是以凡是取3000~3500 Gauss之间,若所策画的power为Adapter(有外壳)则应取3000 Gauss足下,以避免死心因高温而饱合,凡是而言死心的尺寸越大,Ae越高,是以可能做较大瓦数的Power.

  滤波电容确凿定,可能确定电容器上的Vin(min),滤波电容越大,Vin(win)越高,可能做较大瓦数的Power,但相对价值亦较高。

  当变压器确定後,变压器的Bobbin即可确定,凭据Bobbin的槽宽,可确定变压器的线径及线数,亦可准备出线径的电流密度,电流密度凡是以6A/mm2为参考,电流密度对变压器的策画而言,只可当做参考值,最终应以温昇纪录为准。3.2.4 确定Duty cycle (职责周期):

  凭据变压器的圈比联系,可能发轫准备出变压器的应力(Stress)是否合适选用零件的规格,准备时以输入电压264V(电容器上为380V)为基准。

  若输出电压为5V以下,且务必利用TL431而非TL432时,须思量众一组绕组供给Photo coupler及TL431利用。

  3.2.9 将所得材料代入 公式中,如斯可得出B(max),若B(max)值太高或太低则参数务必从新安排。

  由于输出为3.3V,而TL431的Vref值为2.5V,若再加上photo coupler上的压降约1.2V,将使得输出电压无法胀吹Photo coupler及TL431,是以务必其余扩大一组线圈供给回授途径所需的电压。

  由变压器准备取得Iin值,以此Iin值(0.42A)可知利用公司共用料2A/250V,策画时亦须思量Pin(max)时的Iin是否会跨越保障丝的额定值。

  电源启动的霎时,由於C1(一次侧滤波电容)短道,导致Iin电流很大,固然年光很短暂,但亦能够对Power发作蹂躏,是以务必正在滤波电容之前加装一个热敏电阻,以局限开机霎时Iin正在Spec之内(115V/30A,230V/60A),但因热敏电阻亦会泯灭功率,是以不成放太大的阻值(不然会影响效力),凡是利用SCK053(3A/5),若C1电容利用较大的值,则务必思量将热敏电阻的阻值变大(凡是利用正在大瓦数的Power上)。

  当雷极发作时,能够会损坏零件,进而影响Power的寻常行动,是以务必正在靠AC输入端 (Fuse之後),加上突波吸取器来包庇Power(凡是常用07D471K),但若有价值上的考量,可先无视不装。

  Y-Cap凡是可分为Y1及Y2电容,若AC Input有FG(3 Pin)凡是利用Y2- Cap , AC Input若为2Pin(唯有L,N)凡是利用Y1-Cap,Y1与Y2的不同,除了价值外(Y1较腾贵),绝缘等第及耐压亦差异(Y1称为双重绝缘,绝缘耐压约为Y2的两倍,且正在电容的本体上会有回符号或外明Y1),此电道由于有FG是以利用Y2-Cap,Y-Cap会影响EMI性子,凡是而言越大越好,但须思量走电及价值题目,走电(Leakage Current )务必合适安规须求(3Pin公司准绳为750uA max)。

  3.3.6 LF1(Common Choke):EMI防制零件,紧要影响Conduction 的中、低频段,策画时务必同时思量EMI性子及温昇,以同样尺寸的Common Choke而言,线圈数愈众(相对的线径愈细),EMI防制效益愈好,但温昇能够较高。

  将AC电源以全波整流的体例转换为DC,由变压器所准备出的Iin值,可知只消利用1A/600V的整流二极体,由于是全波整流是以耐压只消600V即可。

  紧要用於安排PWM IC的VCC电压,以目前利用的3843而言,策画时VCC务必大於8.4V(Min. Load时),但为思量输出短道的处境,VCC电压不成策画的太高,省得当输出短道时不包庇(或输入瓦数过大)。

  辅助电源的滤波电容,供给PWM IC较安宁的直流电压,凡是利用100uf/25V电容。

  当回授失效时的包庇电道,回授失效时输出电压冲高,辅助电源电压相对升高,此时若没有包庇电道,能够会酿成零件损坏,若正在3843 VCC与3843 Pin3脚之间加一个Zener Diode,当回授失效时Zener Diode会瓦解,使得Pin3脚提前抵达1V,以此可局限输出电压,到达包庇零件的目标。Z1值的巨细取决於辅助电源的坎坷,Z1确凿定亦须思量是否跨越Q1的VGS耐压值,准则上利用公司的现有料(凡是利用1/2W即可)。

  供给3843第一次启动的途径,第一次启动时透过R2对C7充电,以供给3843 VCC所需的电压,R2阻值较大时,turn on的年光较长,但短道时Pin瓦数较小,R2阻值较小时,turn on的年光较短,短道时Pin瓦数较大,凡是利用220K/2W M.O

  目前常利用的为3A/600V及6A/600V两种,6A/600V的RDS(ON)较3A/600V小,是以温昇会较低,若IDS电流未跨越3A,该当先以3A/600V为考量,并以温昇纪录来验证,由于6A/600V的价值高於3A/600V很众,Q1的利用亦需思量VDS是否跨越额定值。

  3843 Pin3脚电压最高为1V,R7的巨细须与R4配合,以到达坎坷压均衡的目标,凡是利用2W M.O.电阻,策画时先确定R7後再加上R4赔偿,凡是将3843 Pin3脚电压策画正在0.85V~0.95V之间(视瓦数而定,若瓦数较小则不行太逼近1V,省得因零件偏差而顶到1V)。

  滤除3843 Pin3脚的杂讯,R5凡是利用1K 1/8W,C3凡是利用102P/50V的陶质电容,C3若利用电容值较小者,重载能够不开机(由于3843 Pin3霎时顶到1V);若利用电容值较大者,也许会有轻载不开机及短道Pin过大的题目。

  效力似乎RC filter,紧要功用正在於使高压轻载较不易振荡,凡是利用101P/50V陶质电容。

  3843内部有一个Error AMP(偏差放大器),R1、R11、R12、C2及Error AMP构成一个负回授电道,用来安排回道增益的安宁度,回道增益,安排不允洽能够会酿成振荡或输出电压不确切,凡是C2利用立式积层电容(温度持性较好)。

  3.3.26 R13(二次侧回道增益限定):限定流过Photo coupler的电流,R13阻值较小时,流过Photo coupler的电流较大,U2转换电流较大,回道增益较疾(必要确认是否会酿成振荡),R13阻值较大时,流过Photo coupler的电流较小,U2转换电流较小,回道增益较慢,固然较不易酿成振荡,但需小心输出电压是否寻常。

  安排输出电压的巨细, ,输出电压不成跨越38V(由于TL431 VKA最大为36V,若再加Photo coupler的VF值,则Vo应正在38V以下较和平),TL431的Vref为2.5V,R15及R16并联的目标使输出电压能微调,且R15与R16并联後的值不成太大(尽量正在2K以下),省得酿成输出反对。

  限定二次侧的回道增益,凡是而言将电容放大会使增益变慢;电容放小会使增益变疾,电阻的性子则恰好与电容相反,电阻放大增益变疾;电阻放小增益变慢,至於何谓增益安排的最佳值,则可能Dynamic load来量测,即可得到一个最佳值。

  以DA-14B33为例,输出电流4A,利用10A的二极体(Schottky)该当可能,但经点温昇验证後创造D5温度偏高,是以务必换为15A的二极体,由于10A的VF较15A的VF 值大。耐压局部40V履历证後合适,因而最後利用15A/40V Schottky.

  D5正在截止的霎时会有spike发作,若spike跨越二极体(D5)的耐压值,二极领略有被击穿的紧急,安排snubber可适合的削减spike的电压值,除包庇二极体外亦可革新EMI,R17凡是利用1/2W的电阻,C10凡是利用耐压500V的陶质电容,snubber安排的历程(264V/63Hz)需小心R17,C10是否会过热,应避免此种处境发作。

  二次侧第一级滤波电容,应利用内阻较小的电容(LXZ,YXA),电容挑选是否洽当可依以下三点来判断:

  适合的利用假负载可使线道更安宁,但假负载的阻值不成太小,不然会影响效力,利用时亦须小心是否跨越电阻的额定值(凡是策画只利用额定瓦数的一半)。

  LC滤波电道为第二级滤波,正在不影响线道安宁的处境下,凡是会将L3 放大(电感量较大),如斯C12可利用较小的电容值。

  策画实习阶段该当养成纪录的民俗,纪录可能验说明验结果是否与电气规格相符,以下即就DA-14B33策画阶段验证做证明(验证项目视规格而定)。4.1.1 电气规格验证:

  策画实习定案後(暂定),需针对完全温昇及EMI做评估,若温昇或EMI无法合适规格,则需从新实习。温昇纪录请参考附件,D5素来利用BYV118(10A/40V Schottky barrier 肖特基二极管 ),因温昇较高改为PBYR1540CTX(15A/40V)。

  策画阶段即应对机构尺寸验证,验证的项目网罗 : PCB尺寸、零件限高、零件禁置区、螺丝孔位子及孔径、外壳孔寸,若策画阶段无法验证,则务必正在样品阶段验证。

  样品创制告竣後,除温昇纪录、EMI测试外(是否需从新验证,视处境而定),每一台样品都应通过验证(网罗电气及机构尺寸),此阶段的电气验证可能以ATE(Chroma)测试来告竣,ATE测试务必与电气规格相符。

  QE针对工程部所供给的样品做验证,工程部应供给以下交件及样品供QE验证。

  中,晶体管V正在驱策信号的驱策下,它瓜代地职责正在导通-截止和截止-导通的开闭状况,转换速率很疾,频率凡是为50kHz足下,正在少许身手进步的邦度,可能做到几百或者近1000kHz.这使得开闭晶体管V的功耗很小,电源的效力可能大幅度地升高,其效力可到达80%.2、体积小,重量轻。从开闭电源的道理框图可能了了地看到这里没有采用笨重的工频变压器。因为安排管V上的耗散功率大幅度下降后,又省去了较大的散热片。因为这两方面来因,是以开闭电源的体积小,重量轻。

  3、稳压局限宽。从开闭电源的输出电压是由驱策信号的占空比来调剂的,输入信号电压的变动可能通过调频或调宽来举行赔偿。如此,正在工频电网电压变动较大时,它仍或许担保有较安宁的输出电压。是以开闭电源的稳压局限很宽,稳压效益很好。其余,转换占空比的措施有脉宽调制型和频率调制型两种。开闭电源不但具有稳压局限宽的益处,况且达成稳压的措施也较众,策画职员可能依照本质行使的哀求,生动地选用各品种型的开闭电源。滤波的效力大为升高,使滤波电容的容量和体积大为削减。开闭电源的职责频率目前根本上是职责正在50kHz,是线倍,这使整流后的滤波效力险些也升高了1000倍;假使采用半波整流后加电容滤波,效力也升高了500倍。正在肖似的纹波输出电压下,采用开闭电源时,滤波电容的容量只是线性稳压电源中滤波电容的1/500~1/1000.电道阵势生动众样,有自激式和他激式,有调宽型和调频型,有单端式和双端式等等,策画者可能外现各品种型电道的善于,策画出能满意差异行使场面的开闭电源。

  开闭稳压电源的舛讹是存正在较为重要的开闭扰乱。开闭稳压电源中,功率安排开闭晶体管V职责正在开闭状况,它发作的互换电压和电畅通过电道中的其他元器件发作尖峰扰乱融洽振扰乱,这些扰乱即使不接纳必定的手腕举行欺压、解除和樊篱,就会重要地影响整机的寻常职责。其余因为开闭稳压电源振荡器没有工频变压器的远离,这些扰乱就会串入工频电网,使相近的其他电子仪器、兴办和家用电器受到重要扰乱。

  目前,因为邦内微电子身手、阻容器件临盆身手以及磁性资料身手与少许身手进步邦度另有必定的差异,因此制价不行进一步下降,也影响到牢靠性的进一步升高。是以正在我邦的电子仪器以及机电一体化仪器中,开闭稳压电源还不行取得极度广博的普及及利用。特殊是关于无工频变压器开闭稳压电源中的高压电解电容器、高反压大功率开闭管、开闭变压器的磁芯资料等器件,正在我邦还处于探求、开垦阶段。正在少许身手进步邦度,开闭稳压电源固然有了必定的兴盛,但正在本质行使中也还存正在少许题目,不行极度令人惬心。这暴闪现开闭稳压电源的又一个舛讹,那即是电道组织繁杂,滞碍率高,维修烦琐。对此,即使策画者和创制者不予以充溢珍惜,则它将直接影响到开闭稳压电源的施行行使。当今,开闭稳压电源施行行使较量贫苦的紧要来因即是它的创制身手难度大、维修烦琐和制价本钱较高。

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