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发个自己写的反激式变换器的设计资料,有详细计算过程(三)
阅读: 10835 |  回复: 36 楼层直达

2013/07/19 14:36:44
1
rj44444[版主]
电源币:1272 | 积分:31 主题帖:49 | 回复帖:851
LV9
军长

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本帖开关电源学习群:170376717 (只加搞技术的)

3. 离线式反激变换器的电路原理

图七给出了一个输出 5V/2A 的电源适配器用到的离线式反激变换器完整的原理图,主芯 片型号为 RM6203(西安亚成微电子),芯片内部集成了完整的控制电路和一个 800V 的高压 功率 BJT。下面我们以这个电路为例分析外围电路的基本作用,对于使用其他控制芯片的电 路,原理上大同小异。

 

图七 输出 5V/2A 的离线式反激变换器 

输入的交流市电经过保险丝 F1 后进入由 C3 和 T2 构成的共模滤波器,滤除电网中的共模干扰信号,然后经过 D2 全桥整流和电容 C6 滤波后得到较为平坦的直流电。直流电通过 R2 和 R5 加在内部开关功率管的基极,向基极注入电流,开关管的集电极(也就是芯片 的OC 引脚)有电流流过,初级绕组开始有电流流过。同时直流电通过 R2 和 R5 向电容 C8 开 始充电,当 C8 上的电压达到 IC 工作的启动电压时,IC 开始工作。

IC 进入正常工作后,在开关关断期间,辅助供电绕组 Na 上感应出的电压使 D5 导通, 辅助绕组为 IC 供电,并将部分能量储存在电容 C8 中,待下一周期开关导通期间,电容为 IC 供电。

图七电路中,R4、C5 和 D3 并联在变压器的初级绕组上,这就是常见的一种吸收漏感 尖峰的电路结构,RCD 吸收电路。当开关管关断瞬间,初级线圈的漏感以及 PCB 线路的寄 生电感感应出很高的尖峰电压时,D3 会正偏导通,由于电容 C5 上的电压不能突变,于是 尖峰电压被箝位在一定的范围内,保护开关管不被损坏。开关断开期间 C5 上增加的能量会 在开关闭合期间消耗在 R4 上,防止 C5 上的电压不断升高。

图七中的电容 C10 用于设置 IC 内部的振荡器工作频率,C1 并联在初次级之间用于减 小差模干扰。R10 和 R11 接在开关管发射极和初级地之间,当次级电流增大时,由第二节推 出的关系可知,初级开关的峰值电流也会成比例增加,导致 R10 和 R11 上的电压升高,IC 通过检测这个电压判断次级是否出现过流或者短路,如果是,IC 将执行相应的保护动作。

接下来我们看次级电路。次级绕组 Ns 输出后的基本结构和第二节讨论的完全一致,增 加的输出 LC 滤波器 L1 和 C7 用于减小纹波,并联在输出二极管上的 RC 电路用于吸收输出 二极管上的尖峰。

 

图八 输出二极管的波形

在高速开关下,二极管导通瞬时,电流变化率很大,在导通瞬间,二极管呈现较大的 正向压降(如图八 b),又由于二极管结电容、次级漏感和 PCB 线路寄生电感的存在,二极 管上可能会会出现振荡(如图八 c)。正向电压过冲或者电压的振荡都会导致二极管的损耗 增加,在输出电流较大时,这一损耗远远超过二极管的导通损耗,造成二极管过热。为了一 定程度抑制振荡或者减小过冲,通常在二极管上并联 RC 吸收网络(图六所示的 R1 和 C2), 引入这一这一电路后,二极管的损耗被部分转移到电阻上。

最后简单讨论反馈环路。通常的离线式反激变换器使用 TL431 加光耦的形式作为次级 反馈电路。TL431 的内部等效电路如图九所示。它实际上包含了一个电压基准源和一个误差放大器。

 

图九 TL431 内部等效电路

分析图七所示电路,当某种因素(如电网电压波动、负载电流的增加等)导致输出电 压降低时,由 R9 和 R12 得到的 TL431 的 REF 端电位降低,图九所示的等效电路中 BJT 的 基极电流相应减小,从而集电极电流减小,流过 TL431 阴极的电流也减小,光耦的输入电 流(即发光二极管电流)随之减小,最终导致连接初级部分的光耦输出端(光敏三极管集电 极)电流减小,集电极电位升高。至此,次级电压减小的信号反馈到了初级,初级通过监测 光耦输出端的集电极电位的升降来判断输出电压是降低还是升高。如果降低,初级将通过增 大开关管的导通时间(对于 PWM 模式)或者开关频率(对于 PFM 模式)来是输出电压稳 定;反之亦然。

标签 反激 变换器
2013/07/19 21:18:39
2
rj44444[版主]
电源币:1272 | 积分:31 主题帖:49 | 回复帖:851
LV9
军长
还没有人回复,更正一下,文中的X电容是用作差模滤波,Y电容是共模滤波的,文中表述错了
2013/07/19 23:27:01
3
吃老虎的猪
电源币:111 | 积分:0 主题帖:5 | 回复帖:85
LV5
营长
正想说这个
2013/07/21 17:58:46
5
zxh_11111
电源币:54 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:4
LV2
班长
整流滤波后为什么要经过R5+R2=2M后再流入OB,直接找个2M的电阻替换R2+R5,行吗?
2013/07/21 18:01:08
6
zxh_11111
电源币:54 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:4
LV2
班长
C1减少差模干扰是什么原理?卡工
2013/07/26 19:46:48
11
动车组
电源币:6 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:5
LV1
士兵

应该是为了安全起见,如果一个短路了,还有一1M的,也不至于把芯片烧掉。。

2013/08/06 14:13:29
15
zxh_11111
电源币:54 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:4
LV2
班长
是因为电阻有耐压值,如果电压过高,就得分压
2013/07/26 22:09:07
12
吃老虎的猪
电源币:111 | 积分:0 主题帖:5 | 回复帖:85
LV5
营长
这个涉及到电阻的耐压
2013/08/06 14:13:40
16
zxh_11111
电源币:54 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:4
LV2
班长
2013/10/17 09:35:12
20
雪花梅花
电源币:81 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:333
LV6
团长
一个电阻也可以,不过要插件的.一般用贴片的两个1206封装
2013/10/17 09:36:34
21
雪花梅花
电源币:81 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:333
LV6
团长
补充一下,一个贴片电阻耐压不够,1206只有250V
2013/10/18 11:34:14
22
灰狼行天下
电源币:2 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:40
LV3
排长
刚看了要回复呢,X电容成了共模了
2013/07/20 09:06:22
4
qq289108070
电源币:0 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:32
LV3
排长
mark~~
2013/07/21 18:09:36
7
zxh_11111
电源币:54 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:4
LV2
班长
整流滤波后为什么要经过R5+R2=2M后再流入OB,直接找个2M的电阻替换R2+R5,行吗?
2013/07/21 18:26:58
9
rj44444[版主]
电源币:1272 | 积分:31 主题帖:49 | 回复帖:851
LV9
军长
因为用的贴片电阻。对于1206的贴片电阻,耐压一般只有200V,所以两个串联。如果用1W以上的插件,一个就行
2013/07/21 18:09:55
8
zxh_11111
电源币:54 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:4
LV2
班长
C1减少差模干扰是什么原理?卡工
2013/07/21 18:27:24
10
rj44444[版主]
电源币:1272 | 积分:31 主题帖:49 | 回复帖:851
LV9
军长
我说错了。看我上面的更正
2013/07/29 20:56:34
13
xinnianchang
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:7
LV2
班长
那个Y电容,为啥你的是这样接的,我也看见过好像是前级的地和后级的地连接的
2013/07/29 21:10:06
14
rj44444[版主]
电源币:1272 | 积分:31 主题帖:49 | 回复帖:851
LV9
军长
本质上没有区别,共模信号频率很高,接地和接HV一样的
2013/09/22 14:02:35
17
mwnn
电源币:1137 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:79
LV4
连长
R4 R5 下面是不是应该与C8的正端连接在一起的呢???
2013/09/22 14:04:00
18
mwnn
电源币:1137 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:79
LV4
连长
 
2013/09/22 23:28:16
19
xinnianchang
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:7
LV2
班长

不是的 你芯片的1端是启动电压来的,2端那个是提供的辅助电源电压

2014/05/16 10:00:52
29
Eledot
电源币:3 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:4
LV1
士兵
R4 R5 下面没与C8的正端连接在一起,那么“同时直流电通过 R2 和 R5 向电容 C8 开始充电”不明白?求赐教,谢谢
2014/05/16 10:24:01
30
Eledot
电源币:3 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:4
LV1
士兵
噢,明白了,这涉及到芯片的工作原理。。。
2013/10/18 14:12:14
23
XIAOMI1128
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:2
LV1
士兵

赞一个

2013/10/22 14:12:51
24
gowithwind
电源币:249 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:28
LV3
排长

看帖要回。顶一个。

2013/10/22 19:36:15
25
led公子
电源币:1044 | 积分:0 主题帖:64 | 回复帖:752
LV9
军长

写的不错的

2013/10/23 00:20:08
26
xiyou
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:10
LV2
班长

老师,C9在电路中的作用是什么?如果C9不良会导致电压偏低吗?

2013/10/23 08:45:06
27
rj44444[版主]
电源币:1272 | 积分:31 主题帖:49 | 回复帖:851
LV9
军长
C9是环路补偿用的,这个一般不会导致电压偏低。可能导致纹波异常,或者有噪声。不要叫我老师。
2013/10/25 09:54:08
28
hh918
电源币:75 | 积分:13 主题帖:40 | 回复帖:268
LV7
旅长
团长你好,能不能写一下你变压器的计算过程
2014/07/16 10:26:27
31
电源网-娜娜姐
电源币:457 | 积分:207 主题帖:293 | 回复帖:1807
LV10
司令
好帖已经被推荐!~
2014/11/04 08:38:36
32
li297890758
电源币:73 | 积分:0 主题帖:5 | 回复帖:140
LV5
营长

谢谢楼主的慷慨奉献,不过楼主可否对光耦和TL431部分的R6与R7作用明示一下

2014/11/04 12:51:03
33
li297890758
电源币:73 | 积分:0 主题帖:5 | 回复帖:140
LV5
营长
楼主好像阐述的是输出稳压源5V,怎么确保输出2A的电流?如果输出的是直流源,那么原理有什么不同呢?
2015/11/06 15:27:41
34
越凌科技
电源币:49 | 积分:8 主题帖:20 | 回复帖:173
LV6
团长
好吧! 好帖子! 应该顶一下!!!!!
2016/02/04 12:14:29
35
yukezhe2008
电源币:0 | 积分:3 主题帖:4 | 回复帖:5
LV3
排长
拜读学习!
2016/02/06 21:19:07
36
zhangyouhong
电源币:1 | 积分:0 主题帖:15 | 回复帖:37
LV4
连长
很好的贴
2019/11/26 22:16:07
37
友友
电源币:0 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:11
LV2
班长
深度好帖!!!
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