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  • 【原创】精确计算开关电源-最优化开关电源设计大揭秘

    • 【原创】精确计算开关电源-最优化开关电源设计大揭秘

  • 2014-05-01 01:27

    • 新月GG

    LV.2

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    • 逆向思维设计开关电源，采用与一般教科书相反的设计思路，重要的是思想。

    模块化设计开关电源，全方位精确计算主电路模块、控制电路模块、环路模块、EMI模块。

    以反激为例，采用mathcad软件全面精确计算，如何最优化设计之？

     

    环路部分请参看下帖：

    【我是工程师】精确计算开关电源-环路是如何计算出来的？

    http://www.dianyuan.com/bbs/1508321.html

    同是电子工程师，请一定不要吝啬你的赞！

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    LV.1

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  • 新月GG

    LV.0

    2014-05-01 15:24

    @

    首先计算主电路参数：

    根据电源指标：

    1、输入电压：Ui=90-264V

    2、输入频率：fi=50Hz

    3、输出电压：Uo=24V, 8V

    4、输出电流：Io=3.5A, 1.2A

    计算：

    1、输出电阻：Ro=Uo/Io

    2、输出功率：Po=Uo*Io

    假定效率η=85%，计算：

    3、输入功率：Pi=Po/η

    采用mathcad软件可自动计算，将繁琐的计算任务交给电脑处理，则以上计算如下图所示：

    未命名

     

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  • 新月GG

    LV.0

    2014-05-04 11:58

    @新月GG

    主电路分2部分：

    1、AC-DC整流部分，即输入交流电压Ui-母线电压Ug部分；

    2、DC-DC部分，即母线电压Ug-输出电压Uo部分。

    AC-DC部分：首先要确定母线电解电容的容值。

    这个怎么选？有些人会根据经验选择输出功率的3倍作为容值，比如输出30W，就选100uF的电容（30*3=90uF）。这样选择，误差较大，而且仅适合全输入电压范围的电源，如果不是全输入电压范围，就无参考意义。

    这里根据等效原理图来计算如何选择，如下图：

    rectifier

    1、整流桥导通区：当输入电流大于0A时，即ii>0A时，输入电压源通过D1、D2（负半周为D3、D4）给电容C充电，同时给恒功率负载供电，所以ug=|ui|=2^0.5*Ui*sin(2*3.14*f*t)；

    2、整流桥截至区：当输入电压的绝对值小于母线电压时，即|ui|

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  • 新月GG

    LV.1

    2014-05-07 15:11

    @新月GG

    暂态部分等效电路图如下：

    rectifier

    1、整流桥导通区：电源冷启动瞬间，整流桥导通，交流电压源通过整流桥D1、D2（负半周为D3、D4）给母线电解电容充电；因此是一个强迫交流电压源给一阶RC电路充电。

    2、整流桥截至区：由于电源还没有软启动，因此负载为空载，母线电解电容电压保持不变。

    母线电解电容电压波形：

    无标题

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  • 新月GG

    LV.1

    2014-05-07 15:13

    @新月GG

    暂态部分等效电路图如下：

    rectifier

    1、整流桥导通区：电源冷启动瞬间，整流桥导通，交流电压源通过整流桥D1、D2（负半周为D3、D4）给母线电解电容充电；因此是一个强迫交流电压源给一阶RC电路充电。

    2、整流桥截至区：由于电源还没有软启动，因此负载为空载，母线电解电容电压保持不变。

    冷启动输入电流波形：

    无标题

     

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  • 新月GG

    LV.1

    2014-05-07 15:15

    @新月GG

    暂态部分等效电路图如下：

    rectifier

    1、整流桥导通区：电源冷启动瞬间，整流桥导通，交流电压源通过整流桥D1、D2（负半周为D3、D4）给母线电解电容充电；因此是一个强迫交流电压源给一阶RC电路充电。

    2、整流桥截至区：由于电源还没有软启动，因此负载为空载，母线电解电容电压保持不变。

    根据电流波形计算的冷启动最大输入电流与I2T：

    无标题

     

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  • nyh20028319

    LV.1

    2014-05-07 15:16

    @漂泊的人

    顶起来，楼主辛苦

    自己下载装的mathcad根本没有破解没有反应，在windows 7上面安装的。

    新月GG发过邮件过来，安装试用一下怎么样。

     

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  • 新月GG

    LV.1

    2014-05-07 15:20

    @新月GG

    暂态部分等效电路图如下：

    rectifier

    1、整流桥导通区：电源冷启动瞬间，整流桥导通，交流电压源通过整流桥D1、D2（负半周为D3、D4）给母线电解电容充电；因此是一个强迫交流电压源给一阶RC电路充电。

    2、整流桥截至区：由于电源还没有软启动，因此负载为空载，母线电解电容电压保持不变。

    这里贴上0度初始相位时的计算波形，可以作为对比：

    无标题

    从这里可以看出不同的初始相位，最大输入冲击电流和I2T会有很大不同，而这仅仅依靠实验是不一定能测出来的，因为实验时，初始相位不一定刚刚好是你需要的相位。

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  • 新月GG

    LV.1

    2014-05-07 15:23

    @nyh20028319

    自己下载装的mathcad根本没有破解没有反应，在windows 7上面安装的。

    新月GG发过邮件过来，安装试用一下怎么样。

     

    已发，请查收。

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  • nyh20028319

    LV.1

    2014-05-07 16:15

    @新月GG

    已发，请查收。

    好的，谢谢，已收到！

    正在安装之中

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  • nyh20028319

    LV.1

    2014-05-07 16:40

    @nyh20028319

    好的，谢谢，已收到！

    正在安装之中

    原来设计的时候一直都用笔算，刚用起来还不太习惯。
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  • zhc7302

    LV.1

    2014-05-07 22:38

    @新月GG

    主电路分2部分：

    1、AC-DC整流部分，即输入交流电压Ui-母线电压Ug部分；

    2、DC-DC部分，即母线电压Ug-输出电压Uo部分。

    顶贴学习
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  • SKY丶辉煌

    LV.1

    2014-05-07 22:39

    @

    顶月哥
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