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產(chǎn)生的熱量及時(shí)散發(fā)掉,避免因散熱不良導(dǎo)致管芯溫度超過最高結(jié)溫,使開關(guān)電源無法正常工作,甚至損壞芯片。 下面分別闡述漏極鉗位保護(hù)電路和散熱器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)、設(shè)計(jì)方法及注意事項(xiàng)。 1 設(shè)計(jì)開關(guān)電源漏極鉗位保護(hù)電路的要點(diǎn)及實(shí)例 在"輸入整流濾波器及鉗位保護(hù)電路的設(shè)計(jì)"一文中(詳見《電源技術(shù)應(yīng)用》2009年第12期),介紹了反激式開關(guān)電源漏極鉗位保護(hù)電路的工作原理。下面以最典型的一種漏極鉗位保護(hù)電路為例,詳細(xì)闡述其設(shè)計(jì)要點(diǎn)及設(shè)計(jì)實(shí)例。 1)設(shè)計(jì)實(shí)例 采用由瞬態(tài)電壓抑制器tvs(p6ke200,亦稱鉗位二極管)、阻容吸收元件(鉗位電容c和鉗位電阻r 1)、阻尼電阻(r 2)和阻塞二極管(快恢復(fù)二極管fr106)構(gòu)成的vdz、r、c、vd型漏極鉗位保護(hù)電路,如圖1所示。選擇topswitch-hx系列top258p芯片,開關(guān)頻率f=132khz,u=85~265v,兩路輸出分別為uo1(+12v、2a)、uo2(+5v、2.2a)。p o=35w,漏極峰值電流i p=i limit=1.65a.實(shí)測高頻變壓器的一次側(cè)漏感l(wèi) 0=20μh。 圖1 最典型的一種漏極鉗位保護(hù)電路
)的選擇 選擇具有較大容量的整流橋并使之工作在較小的電流下,可減小整流橋的壓降和功率損耗,提高電源效率。由二極管構(gòu)成的整流橋(br)的標(biāo)稱電源電流in應(yīng)大于在輸入電壓為最小值(umin)時(shí)的初級有效電流,功率因數(shù)應(yīng)取0.6~0.8之間,其具體數(shù)值取決于輸入電壓u和輸入阻抗。 (2)鉗位二級管(vdz)的選擇 鉗位電路主要用來限制高頻變壓器漏感所產(chǎn)生的尖峰電壓并減小漏極產(chǎn)生的振鈴電壓。在所示的單片開關(guān)電源模塊電路中,輸入鉗位保護(hù)電路由vdz和vd1構(gòu)成。為降低其損耗,vdz可選用p6ke200型瞬變電壓抑制二極管;vd1則選用byv 26c型快恢復(fù)二極管。 (3)輸入濾波電容(c1) 輸入濾波電容c1用于濾除輸入端引入的高頻干擾,c1的選擇主要是正確估算其電容量。通常輸入電壓u1增加時(shí),每瓦輸出功率所對應(yīng)的電容量可減小。 (4)交流輸入端電磁干擾濾波器(emi) c6用于構(gòu)成交流輸入端的電磁干擾濾波器(emi)。c6能濾除輸入端脈動(dòng)電壓所產(chǎn)生的串模干擾,l2則可抑制初級線圈中的共模干擾。 (5)限流保護(hù)電路 為限制通電瞬間的尖峰電流,可在輸入端接入
增加到190μa時(shí),最大占空比dmax就從78%(對應(yīng)于uuv=100v)線性地降低到47%(對應(yīng)于375v)。在掉電后,欠壓檢測能在c1放電時(shí)減少輸出干擾,只要出現(xiàn)輸出調(diào)節(jié)失效或者輸入電壓低于40v的情況,都會使topswitchgx關(guān)閉。當(dāng)開關(guān)電源受到450v以上的沖擊電壓時(shí),r11同樣可使top249關(guān)斷,避免元器件受到損壞。 由vdz1和vd1構(gòu)成的漏極鉗位電路,能吸收在mosfet關(guān)斷時(shí)由高頻變壓器初級漏感產(chǎn)生的尖峰電壓,保護(hù)mosfet不受損壞。vdz1采用鉗位電壓為200v的p6ke200型瞬態(tài)電壓抑制器,vd1選用uf4006型超快恢復(fù)二極管,其反向耐壓為800v.將電容c11和vdz1并聯(lián)后,能減少鉗位損耗。選擇全頻工作方式時(shí),開關(guān)頻率設(shè)定為132khz.為了減小次級繞組和輸出整流管的損耗,現(xiàn)將次級繞組分成兩路,每路單獨(dú)使用一只mbr20100型20a/100v的共陰極肖特基對管(vd2、vd3),然后并聯(lián)工作。輸出濾波電路由c2、c3、l1、c4和c14構(gòu)成??蛰d時(shí),top249y能自動(dòng)降低開關(guān)頻率,使得在交流230v輸入時(shí)電源損耗僅為520mw.top249y具有頻率抖動(dòng)
于提高穩(wěn)壓效果。各繞組層之間的絕緣使用聚脂薄膜隔離,保證了較好的絕緣強(qiáng)度。同時(shí),為了降低磁輻射、減小溫升及便于安裝,在初級與次級線圈之間以及其外圈都用銅片隔離,且縫隙處用導(dǎo)熱膠灌注。在變壓器的設(shè)計(jì)和制作過程中,必須對磁芯與線圈的結(jié)構(gòu)、繞制方法、散熱、效率等周密考慮。 2.4 電路工作原理輸入交流195~265 v電壓接入交流電源進(jìn)線端的lc,專門用于濾除電網(wǎng)線之間的串模干擾和共模干擾。交流電壓經(jīng)全橋整流后。再通過濾波電容變成較平滑的直流電壓:與變壓器原邊并聯(lián)的吸收電路采用鉗位電壓為200 v的p6ke200型瞬態(tài)電壓;vd選用byv26c型超快恢復(fù)二極管,其反向耐壓為600 v,可構(gòu)成保護(hù)功能完善的vs、vd、r、c型鉗位及吸收電路,以便吸收漏感上較大的磁場能量,從而保護(hù)mosfet不受損壞。由高頻變壓器t1和top246y組成的單端反激電路,可將能量傳輸?shù)蕉蝹?cè);輸出整流二極管采用共陰極肖特基對管.輸出濾波電路由l和c并聯(lián)構(gòu)成;線性光耦合器pc817和可調(diào)式三端精密穩(wěn)壓器tla31組成精密光耦反饋電路;輸出電壓uo通過電阻分壓器獲得取樣電壓,并與tla31中的2.5 v基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較后產(chǎn)生誤差
150 w以下的反激型開關(guān)電源設(shè)計(jì)。電源電路如圖2所示。 圖2 24v/40w電源電路 設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)如下: 1)輸入電壓:uac=220(1±20%)v;2)輸入電壓頻率:f=50(1±5%)hz;3)輸出電壓/最大輸出功率:24 v/40 w;4)開關(guān)電源效率:η≥80%. 交流輸入電壓uac經(jīng)過壓敏電阻r1濾除交流電壓中的尖峰脈沖后,經(jīng)電磁干擾(emi)濾波器(c1,l1)濾除差模和共模干擾。之后經(jīng)過br全波整流及c2濾波后產(chǎn)生直流高壓,給高頻變壓器的初級繞組供電。p6ke200(瞬態(tài)電壓抑制器)和byv26c(超快恢復(fù)二極管)構(gòu)成鉗位電路,用于吸收在top224y關(guān)斷時(shí)由高頻漏感產(chǎn)生的尖峰電壓,并能衰減振鈴電壓,對漏極起到保護(hù)作用。次級電路經(jīng)過vd3、c3、l2和c4整流濾波輸出24 v的電壓u0.由tl431a構(gòu)成的外部誤差放大器實(shí)現(xiàn)u0的動(dòng)態(tài)穩(wěn)壓,當(dāng)輸出電壓發(fā)生波動(dòng),經(jīng)r4、r5分壓后得到取樣電壓,就與tl431a內(nèi)的基準(zhǔn)電壓(2.5 v)進(jìn)行比較產(chǎn)生一個(gè)外部控制信號,再通過線性光耦合器pc817a改變top224y控制電流,進(jìn)而調(diào)節(jié)占空比使u0趨于穩(wěn)定。c7濾除
產(chǎn)品型號:P6KE200BRLG
峰值反向工作電壓VRWM(V):171
雪崩電壓VBRMin(V):200
IT(mA):1
最大反向電壓(鉗位電壓)VC(V):274
最大反向浪涌電流Ipp(A):2.200
最大反向漏電流IR(uA):5
芯片標(biāo)識(MARK):-
封裝/溫度(℃):軸芯線/-...
產(chǎn)品型號:P6KE200ARLG
峰值反向工作電壓VRWM(V):171
雪崩電壓VBRMin(V):200
IT(mA):1
最大反向電壓(鉗位電壓)VC(V):274
最大反向浪涌電流Ipp(A):2.200
最大反向漏電流IR(uA):5
芯片標(biāo)識(MARK):-
封裝/溫度(℃):軸芯線/-...
產(chǎn)品型號:P6KE200BG
峰值反向工作電壓VRWM(V):171
雪崩電壓VBRmin(V):200
IT(mA):1
最大反向電壓(鉗位電壓)Vc(V):274
最大反向浪涌電流Ipp(A):2.200
最大反向漏電流IR(uA):5
芯片標(biāo)識(MARK):-
封裝/溫度(℃):軸芯線/-55...
產(chǎn)品型號:P6KE200AG
峰值反向工作電壓VRWM(V):171
雪崩電壓VBRmin(V):200
IT(mA):1
最大反向電壓(鉗位電壓)Vc(V):274
最大反向浪涌電流Ipp(A):2.200
最大反向漏電流IR(uA):5
芯片標(biāo)識(MARK):-
封裝/溫度(℃):軸芯線/-55...
電流參數(shù):IT=1mA/IPP=21A/IR=5μA電壓參數(shù):URWM=162V/UBR=180~220V/UC=287V功 率:PPPM=600W備注:瞬態(tài)電壓抑制二極管
于提高穩(wěn)壓效果。各繞組層之間的絕緣使用聚脂薄膜隔離,保證了較好的絕緣強(qiáng)度。同時(shí),為了降低磁輻射、減小溫升及便于安裝,在初級與次級線圈之間以及其外圈都用銅片隔離,且縫隙處用導(dǎo)熱膠灌注。在變壓器的設(shè)計(jì)和制作過程中,必須對磁芯與線圈的結(jié)構(gòu)、繞制方法、散熱、效率等周密考慮。 2.4 電路工作原理輸入交流195~265 v電壓接入交流電源進(jìn)線端的lc,專門用于濾除電網(wǎng)線之間的串模干擾和共模干擾。交流電壓經(jīng)全橋整流后。再通過濾波電容變成較平滑的直流電壓:與變壓器原邊并聯(lián)的吸收電路采用鉗位電壓為200 v的p6ke200型瞬態(tài)電壓;vd選用byv26c型超快恢復(fù)二極管,其反向耐壓為600 v,可構(gòu)成保護(hù)功能完善的vs、vd、r、c型鉗位及吸收電路,以便吸收漏感上較大的磁場能量,從而保護(hù)mosfet不受損壞。由高頻變壓器t1和top246y組成的單端反激電路,可將能量傳輸?shù)蕉蝹?cè);輸出整流二極管采用共陰極肖特基對管.輸出濾波電路由l和c并聯(lián)構(gòu)成;線性光耦合器pc817和可調(diào)式三端精密穩(wěn)壓器tla31組成精密光耦反饋電路;輸出電壓uo通過電阻分壓器獲得取樣電壓,并與tla31中的2.5 v基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較后產(chǎn)生誤差
時(shí),lmax=630μh, 對于+5v輸出電壓的副線圈t1-3和原端線圈t1-1的匝數(shù)比: 其中vmax=200v(vr1的穩(wěn)壓值的200v),v0=+5v,dmax=50%,故線圈匝數(shù)比為40。 副端線圈t1-4的匝數(shù)和線徑與副線圈t1-3一致。 對于+12v輸出電壓的副線圈t1-2,其線徑與t1-3一致,匝數(shù)和t1-1匝數(shù)比: 其中v0應(yīng)比+12v至少大2v。 3)vr1的選擇 vr1要有足夠的功率,在大電流輸出的條件下,vr1的峰值電壓應(yīng)比反向輸出電壓高30v-80v,這里選擇p6ke200,峰值電壓為287v。 4)其它重要元件的選擇 5)自啟動(dòng)周期的選擇 自啟動(dòng)周期的計(jì)算公式: t=8×(2πrc)=16π(r3+zc)c5,其中,典型值zc=15 ,芯片控制振蕩頻率f=100khz,故r3=6.2 ,c5=47μf。 4 開關(guān)電源輸出紋波的抑制 開關(guān)電源存在輸出紋波大,電磁干擾強(qiáng)等不足,嚴(yán)重影響了開關(guān)電源的廣泛應(yīng)用。在圖2電路中,c9、l3,c10和c2、l1、c3分別用來抑制來自超高頻和高頻噪聲;u2,top224p成有源低頻濾波器,用來抑制輸出交流噪聲;c7、c8組成共
電路中使用兩片集成電路:top224p型三端單片開關(guān)電源(ic1),pc817a型線性光耦合器(ic2)。交流電源經(jīng)過ur和cl整流濾波后產(chǎn)生直流高壓ui,給高頻變壓器t的一次繞組供電。vdz1和vd1能將漏感產(chǎn)生的尖峰電壓鉗位到安全值,并能衰減振鈴電壓。vdz1采用反向擊穿電壓為200v的p6ke200型瞬態(tài)電壓抑制器,vdl選用1a/600v的uf4005型超快恢復(fù)二極管。二次繞組電壓通過v砬、c2、ll和c3整流濾波,獲得12v輸出電壓uo。uo值是由vdz2穩(wěn)定電壓uz2、光耦中l(wèi)ed的正向壓降uf、r1上的壓降這三者之和來設(shè)定的。改變高頻變壓器的匝數(shù)比和vdz2的穩(wěn)壓值,還可獲得其他輸出電壓值。r2和vdz2五還為12v輸出提供一個(gè)假負(fù)載,用以提高輕載時(shí)的負(fù)載調(diào)整率。反饋繞組電壓經(jīng)vd3和c4整流濾波后,供給top224p所需偏壓。由r2和vdz2來調(diào)節(jié)控制端電流,通過改變輸出占空比達(dá)到穩(wěn)壓目的。共模扼流圈l2能減小由一次繞組接d端的高壓開關(guān)波形所產(chǎn)生的共模泄漏電流。c7為保護(hù)電容,用于濾掉由一次、二次繞組耦合電容引起的干擾。c6可減小由一次繞組電流的基波與諧波所產(chǎn)生的差模泄漏電流。c
加到190μa時(shí),最大占空比dmax就從78%(對應(yīng)于uuv=100v)線性地降低到47%(對應(yīng)于375v)。在掉電后,欠壓檢測能在c1放電時(shí)減少輸出干擾,只要出現(xiàn)輸出調(diào)節(jié)失效或者輸入電壓低于40v的情況,都會使topswitchgx關(guān)閉。當(dāng)開關(guān)電源受到450v以上的沖擊電壓時(shí),r11同樣可使top249關(guān)斷,避免元器件受到損壞。 由vdz1和vd1構(gòu)成的漏極鉗位電路,能吸收在mosfet關(guān)斷時(shí)由高頻變壓器初級漏感產(chǎn)生的尖峰電壓,保護(hù)mosfet不受損壞。vdz1采用鉗位電壓為200v的p6ke200型瞬態(tài)電壓抑制器,vd1選用uf4006型超快恢復(fù)二極管,其反向耐壓為800v。將電容c11和vdz1并聯(lián)后,能減少鉗位損耗。選擇全頻工作方式時(shí),開關(guān)頻率設(shè)定為132khz。為了減小次級繞組和輸出整流管的損耗,現(xiàn)將次級繞組分成兩路,每路單獨(dú)使用一只mbr20100型20a/100v的共陰極肖特基對管(vd2、vd3),然后并聯(lián)工作。輸出濾波電路由c2、c3、l1、c4和c14構(gòu)成??蛰d時(shí),top249y能自動(dòng)降低開關(guān)頻率,使得在交流230v輸入時(shí)電源損耗僅為520mw。top249y具有頻率抖動(dòng)
20w/12v輸出開關(guān)電源電路圖 如圖為20w/12v輸出開關(guān)電源電路圖。該電路中,交流電源經(jīng)過br和c1整流濾波后產(chǎn)生直流高壓vd,給高頻變壓器的初級繞組供電。vdz1和vd1能將漏感產(chǎn)生的尖峰電壓鉗位到安全值,并能衰減振鈴電壓。vdz1采用反向擊穿電壓為200v的瞬態(tài)電壓抑制器p6ke200,vd1選用1a/600v的超快恢復(fù)二極管uf4005。 變壓器次級繞組電壓通過vd2、c2、u和c3整流濾波,獲得12v輸出電壓。該電壓值是由vdz2穩(wěn)壓值、光電耦合器中l(wèi)ed的正向壓降、r1上的壓降這三者之和來設(shè)定的。改變高頻變壓器的匝數(shù)比和vdz2的穩(wěn)壓值,還可獲得其他輸出電壓值。r2和vdz2還為12v輸出提供一個(gè)假負(fù)載,用以提高輕載時(shí)的負(fù)載調(diào)整率。 來源:ruanjuqingsi
我的電源為何只壞top221,不壞p6ke用top221設(shè)計(jì)4-5w的開關(guān)電源,用了5-6年了,最近出現(xiàn)有top損壞現(xiàn)象,表現(xiàn)為源極對漏極間短路,這種現(xiàn)象一般是變壓器漏感過大導(dǎo)致關(guān)斷瞬時(shí)源-漏間電壓過高導(dǎo)致的,可是關(guān)鍵問題是我在源-漏間加了p6ke200和uf4005作了鉗位保護(hù),現(xiàn)在光壞top,而其它器件都沒壞?難道p6ke200沒起保護(hù)?還有其他原因會使top損壞?請高手指教!
有二極管,p6ke200可以承受200多伏的突波
瞬態(tài)電壓抑制器是否適宜當(dāng)穩(wěn)壓管用?它在圖紙中的畫法與穩(wěn)壓管一樣.性能也很相似.區(qū)別在于功率大些,有些電壓高些(例如440v),最重要的差別是它能耐受瞬間特大電流(瞬態(tài)功耗可高達(dá)120倍).一般用于防止電網(wǎng)浪涌電壓的危害.例如p6ke200,擊穿電壓200v(1ma),額定功耗5w,瞬間反向電流2.1a的時(shí)候壓降285v,瞬態(tài)能耐受600w峰值脈沖功率.如果我把它這樣使用:220v市電整流,加到電容上,成300v,再經(jīng)過一個(gè)6.8k電阻,接到瞬態(tài)電壓抑制器p6ke200上,形成200v穩(wěn)壓電源,公一個(gè)200v10ma的負(fù)載使用.是否可以?
如何減少高頻變壓器的漏感?各位開關(guān)電源高手,我想請教一個(gè)問題,如何減少開關(guān)電源高頻變壓器的漏感?我自己搞了幾個(gè)用top芯片制作的開關(guān)電源,效果就是不怎么理想,電路可以肯定沒有問題,就是變壓器繞制老是不行,電感量也已經(jīng)按照“top”芯片資料上提供的參數(shù),不是電源ic過熱,就是吸收的tvs(p6ke200)很燙,甚至還有少壞輸出整流管的,而我的電流只有整流管的實(shí)際電路1/3,這是什么原因,我又該怎么去解決?在這中間,我測量變壓器的漏感,基本上都是超出top芯片提供的數(shù)據(jù),而且,我最近用tny256做的電源,用的是ee16磁芯,初級電感正確(用132圈,1760uh),短接次級(我次級輸出9v,用0.36的線繞12圈),測初級的漏感有470uh(提供的參考數(shù)據(jù)是40uh左右),肯定不可以正常使用了。各位高手,哪位可以告訴我問題出在什么地方?還有什么東西決定漏感的大小,一般我們計(jì)算輸出電壓和輸出次級的圈數(shù)比是多少?怎么計(jì)算?有哪個(gè)網(wǎng)站可以提供這些數(shù)據(jù)的?謝謝啦!
關(guān)注應(yīng)該是與電路的頻率和變壓器有關(guān),關(guān)注中。r3,r4,c4 用一個(gè)p6ke200就應(yīng)該可以了,d5怎么能用1n4007這種普通管子?應(yīng)該用超快恢復(fù)才對吧!
P6KE200A P6KE200AG P6KE200ARLG P6KE200BG P6KE200BRLG P6KE22ARLG P6KE24A P6KE27A P6KE27AG P6KE27ARLG
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