基于TOPSwitch-HX的冷凝式鍋爐電源設(shè)計(jì)
出處:hitzou 發(fā)布于:2010-05-19 17:01:14
設(shè)計(jì)特色
·在各種負(fù)載條件下均可實(shí)現(xiàn)高效率(見(jiàn)圖2)
·可在高環(huán)境溫度下工作(65℃
·P封裝大于3.2 mm的爬電距離/空間距離,在高度潮濕和污染的環(huán)境下保證電源的可靠工作
·集成的安全及可靠性能:
·輸出過(guò)壓保護(hù)可針對(duì)鎖存或自動(dòng)恢復(fù)進(jìn)行配置
·的、自動(dòng)恢復(fù)且具有遲滯特性的過(guò)熱關(guān)斷功能使PCB板的溫度在各種條件下均維持在安全范圍內(nèi)
·在輸出短路及反饋環(huán)路開(kāi)環(huán)時(shí)進(jìn)入到自動(dòng)重啟動(dòng)保護(hù)狀態(tài)
·符合EN55022和CISPR-22 Class B的傳導(dǎo)EMI限制
工作原理
圖1所示的電源是一種隔離反激式電源,采用TOP258PN器件。此設(shè)計(jì)具有較高的效率,可以在無(wú)需任何外接散熱器件的情況下在高溫(65 °C)環(huán)境中進(jìn)行工作。

保險(xiǎn)絲F1在出現(xiàn)嚴(yán)重的短路故障時(shí)可起到保護(hù)作用。X-電容C1執(zhí)行差模EMI濾波,而共模EMI濾波則由共模扼流圈L1和具有安全額定電壓的Y電容C8共同執(zhí)行。AC線輸入電壓通過(guò)D8到D11的二極管進(jìn)行全橋整流,并通過(guò)大電容C29濾波。C4是一種金屬膜類型的電容,應(yīng)放置在距離開(kāi)關(guān)電路較近的位置,來(lái)對(duì)DC總線的高頻噪音進(jìn)行去耦,并改善差模EMI。

D2、R17和C34形成RCD箝位,可防止漏極電壓尖峰對(duì)U4內(nèi)集成的MOSFET造成損壞。齊納二極管VR1可隨時(shí)確保箝位電壓且在正常工作條件下不會(huì)導(dǎo)通。
T 1 變壓器上的偏置繞組經(jīng)D 1 3 整流、C 1 3 濾波, 然后為T(mén)OPSwitch提供電源,并且通過(guò)光敏三極管U2B控制電流。輸出電壓經(jīng)過(guò)超快速二極管D14整流,并聯(lián)的低ESR電容C30和C31共同對(duì)輸出進(jìn)行濾波。電感L2和C32構(gòu)成次級(jí)濾波器,以減小輸出電壓紋波。

通過(guò)光敏二極管U2A,可從輸出端提供反饋電路,U2A的偏置點(diǎn)可以通過(guò)TL431可編程的并聯(lián)穩(wěn)壓器U3進(jìn)行設(shè)置。電阻R25和R11形成一個(gè)電壓分壓網(wǎng)絡(luò),將輸出電壓限制在24V。電阻R10和電容C36為反饋電路提供補(bǔ)償。電阻R27和電容C35形成相位提升網(wǎng)絡(luò),可提高系統(tǒng)的相位裕量。電阻R9為并聯(lián)穩(wěn)壓器U3提供偏置電流,此時(shí)光敏二極管U2A不會(huì)導(dǎo)通。電阻R26設(shè)置整個(gè)回路增益,并通過(guò)U2A限制瞬態(tài)時(shí)的電流。
設(shè)計(jì)要點(diǎn)
RCD箝位元件的尺寸可根據(jù)正常工作模式來(lái)選擇,因?yàn)辇R納二極管VR1需要確保在啟動(dòng)和負(fù)載瞬態(tài)期間箝位電壓是安全的。

通過(guò)電阻R28將流限設(shè)置為一個(gè)較低的值,約是內(nèi)部流限的50%。因此,在實(shí)際應(yīng)用中可以采用較大的TOPSwitch-HX器件,以增加效率。磁芯大小和繞組線徑大小(見(jiàn)表1)是根據(jù)峰值功率和連續(xù)輸出功率的平均值進(jìn)行選擇的。根據(jù)峰值輸出功率選擇初級(jí)和次級(jí)繞組的匝數(shù)和初級(jí)電感值。電阻R13抑制高頻諧振振蕩,二極管D2仍然導(dǎo)通,從而改善EMI。
參考文獻(xiàn):
[1]. PCB datasheet http://m.58mhw.cn/datasheet/PCB_1201640.html.
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[7]. R10 datasheet http://m.58mhw.cn/datasheet/R10_1193166.html.
[8]. R26 datasheet http://m.58mhw.cn/datasheet/R26_1192640.html.
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