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怎么判断单端反激式开关电源的工作模式,连续or断续

2022-03-21 00:08:03      点击次数:
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怎么判断单端反激式开关电源是工作在连续模式还是断续模式,工作模式是由什么决定的?这个问题困扰我很久了,ST-Viper系列做的电源是工作在哪种模式? 附:单端反激开关电源变压器设计乞力马扎罗的雪 单端反激开关电源的变压器实质上是一个耦合电感,它要承担着储能、变压、传递能量等工作。

下面对工作于连续模式和断续模式的单端反激变换器的变压器设计进行了总结。

 1、  已知的参数这些参数由设计人员根据用户的需求和电路的特点确定,包括:输入电压Vin、输出电压Vout、每路输出的功率Pout、效率η、开关频率fs(或周期T)、线路主开关管的耐压Vmos。

 2、  计算在反激变换器中,副边反射电压即反激电压Vf与输入电压之和不能高过主开关管的耐压,同时还要留有一定的裕量(此处假设为150V)。

反激电压由下式确定:Vf=VMos-VinDCMax-150V 反激电压和输出电压的关系由原、副边的匝比确定。

所以确定了反激电压之后,就可以确定原、副边的匝比了。

Np/Ns=Vf/Vout  另外,反激电源的最大占空比出现在最低输入电压、最大输出功率的状态,根据在稳态下,变压器的磁平衡,可以有下式:VinDCMin•••DMax=Vf•(1-DMax) 设在最大占空比时,当开关管开通时,原边电流为Ip1,当开关管关断时,原边电流上升到Ip2。

若Ip1为0,则说明变换器工作于断续模式,否则工作于连续模式。

由能量守恒,我们有下式:1/2•(Ip1+Ip2)•DMax•VinDCMin=Pout/η 一般连续模式设计,我们令Ip2=3Ip1这样就可以求出变换器的原边电流,由此可以得到原边电感量:Lp= DMax•VinDCMin/fs•ΔIp 对于连续模式,ΔIp=Ip2-Ip1=2Ip1;对于断续模式,ΔIp=Ip2 。

可由AwAe法求出所要铁芯:AwAe=(Lp•Ip22•104/Bw•K0•Kj)1.14 在上式中,    Aw为磁芯窗口面积,单位为cm2Ae为磁芯截面积,单位为cm2Lp为原边电感量,单位为HIp2为原边峰值电流,单位为ABw为磁芯工作磁感应强度,单位为TK0为窗口有效使用系数,根据安规的要求和输出路数决定,一般为0.2~0.4Kj为电流密度系数,一般取395A/cm2根据求得的AwAe值选择合适的磁芯,一般尽量选择窗口长宽之比比较大的磁芯,这样磁芯的窗口有效使用系数较高,同时可以减小漏感。

有了磁芯就可以求出原边的匝数。

根据下式:Np=Lp•Ip2•104/Bw•Ae 再根据原、副边的匝比关系可以求出副边的匝数。

有时求的匝数不是整数,这时应该调整某些参数,使原、副边的匝数合适。

 为了避免磁芯饱和,我们应该在磁回路中加入一个适当的气隙,计算如下:lg=0.4π•Np2•Ae•10-8/Lp 在上式中,    lg为气隙长度,单位为cm                     Np为原边匝数,                     Ae为磁芯的截面积,单位为cm2                     Lp为原边电感量,单位为H 至此,单端反激开关电源变压器的主要参数设计完成。

我们应该在设计完成后核算窗口面积是否够大、变压器的损耗和温升是否可以接受。

同时,在变压器的制作中还有一些工艺问题需要注意。

工作时一般不可能在两种模式之间来回转换,否则工作不稳定。

所以不必判断。

连续模式,开关管的截止时间小于变压器磁化电流衰减为零的时间,开关再次导通时,变压器还具有一定的剩磁,磁化电流总是大于0,开关管的初始电流不为零,故称为连续模式,这种情况应严格尊循磁通复位原则,否则剩磁不断加大,最后饱和炸机;断续模式情况恰恰相反。

相同功率下,连续模式的磁损较小,开关电流应力也较小,并且输出电压受负载影响比断续模式小得多(不像断续模式,负载变化,占空比也得跟着变),因此负载调整率也明显优于断续模式。

谢谢两位大虾的回复先。

to maychang:也就是说工作模式是设计变压器参数的时候就已经决定了的,对吧to powerants:连续模式是必须要加磁通复位线圈的吧,什么是变压器磁化电流?我今天参考《开关电源手册第2版page77-83》(原田耕介)计算了一下,连续模式的开关电流应力较小,但是同一种磁芯,计算出来的初次级线圈圈数要比断续模式多太多,而我做的电源功率很小——1.2w,磁芯也小——EI13x09x05,根本绕不下。

断续模式下计算出来的圈数要小很多,倒是有可能绕的下,不过还没试过。

不知道我的计算是否有问题。

开关导通时为流过初级线圈的电流,开关截止时为流过次级线圈的感应电流.关于线包匝数,CCM初级电感量大于DCM,故需要较多匝数,磁芯也要稍大些。

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