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【設(shè)計(jì)大賽】5W-LED電源驅(qū)動(dòng)電路

參賽類型:LED電源類

進(jìn)入普通照明的LED,正孕育著一場(chǎng)新的革命。毫無疑問,LED產(chǎn)品將成為照明市場(chǎng)的重要組成部分,將繼續(xù)推動(dòng),以取代傳統(tǒng)的光源。但傳統(tǒng)的光源,仍然有很大的潛力,尤其是在節(jié)能燈和陶瓷金屬鹵化物燈。隨著LED成本的下降,低功耗的LED最終將取代傳統(tǒng)的光源,進(jìn)入人們的日常生活。小功率LED電源驅(qū)動(dòng)電路,使用范圍最廣的反激式轉(zhuǎn)換器和回掃變壓器,燈珠的具體參數(shù),以滿足要求。提高開關(guān)電源的成本,我們必須考慮的問題。


關(guān)鍵詞的LED開關(guān)電源反激式轉(zhuǎn)換器的回掃變壓器

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2012-05-26 14:42
1引言
1.1 LED驅(qū)動(dòng)電源的背景和意義
在今天的日益嚴(yán)重的能源和環(huán)境問題,節(jié)能和環(huán)保已成為最緊迫的問題。 LED驅(qū)動(dòng)電源與LED綠色照明時(shí)代的到來,發(fā)揮著越來越重要的作用。與傳統(tǒng)的白熾燈,節(jié)能燈,發(fā)熱量低,體積小,功耗低,壽命長(zhǎng),響應(yīng)速度快,環(huán)保,扁平封裝,易開發(fā)成輕薄產(chǎn)品相比,政府積極支持LED產(chǎn)業(yè),LED將逐漸取代白熾燈,造成LED綠色照明時(shí)代。
雖然在能源效率比其他光源的LED,LED是一個(gè)特殊的和敏感的半導(dǎo)體器件,但也有負(fù)溫度特性,因此需要在應(yīng)用過程中,穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和保護(hù),LED光源是不為一般光源直接訪問相同的電源必須有一個(gè)專用的LED電源轉(zhuǎn)換設(shè)備,額定電壓和電流驅(qū)動(dòng)的LED,以使LED正常工作。在國(guó)際市場(chǎng)上的外國(guó)客戶,LED驅(qū)動(dòng)電源轉(zhuǎn)換效率是非常高的有效功率,恒流精度,電源壽命,電磁兼容的要求,設(shè)計(jì)一款好的電源必須考慮到這些因素,因?yàn)樵陔娫?/span>領(lǐng)導(dǎo)的作用如同人的心臟是[1-3]。
1.2 LED驅(qū)動(dòng)電源的發(fā)展?fàn)顟B(tài)
隨著越來越多的使用LED照明,LED驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。據(jù)研究機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì),到2011年底,LED驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)的規(guī)模將增長(zhǎng)14%以上,LED驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)的增長(zhǎng)速度快,再加上持續(xù)節(jié)能的熱門話題,LED驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)正在進(jìn)入一個(gè)新的戰(zhàn)國(guó)時(shí)代。
推動(dòng)LED驅(qū)動(dòng)器技術(shù)在2008年,中國(guó)只有少數(shù)半導(dǎo)體廠商專注于LED驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)。為了滿足LED城市照明和其他項(xiàng)目的需求,越來越多的國(guó)內(nèi)企業(yè)開始涌入LED驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng),能源需求正在推動(dòng)LED驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)繼續(xù)保持增長(zhǎng)勢(shì)頭。 2009年,中國(guó)的LED驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)增長(zhǎng)只有1%,到2010年增長(zhǎng)加快至9.6%[4],根據(jù)iSuppli估計(jì),到2013年將擴(kuò)張4.4%的復(fù)合年度增長(zhǎng)率。政府刺激需求和企業(yè)在LED產(chǎn)業(yè)的投資,以促進(jìn)LED驅(qū)動(dòng)器的銷售增長(zhǎng)。
1.3 LED驅(qū)動(dòng)電路的關(guān)鍵技術(shù)
LED本身是一個(gè)線性的組成部分,它必須工作在監(jiān)管規(guī)定的范圍,正向電壓,電流和溫度的變化,以及不同設(shè)備的顏色溫度,其正向電壓會(huì)有所不同。因此,LED驅(qū)動(dòng)器技術(shù)要求,解決技術(shù)問題的能力是LED驅(qū)動(dòng)器的發(fā)展的關(guān)鍵。提高轉(zhuǎn)換效率和降低功耗,在設(shè)計(jì)時(shí)最重要的考慮因素,也是一個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊。 LED驅(qū)動(dòng)器的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)如下[5]:
提供最好的LED恒流驅(qū)動(dòng)器,以保持在最佳工作狀態(tài)的LED。
驅(qū)動(dòng)電源的使用壽命,LED的壽命相匹配。
驅(qū)動(dòng)器應(yīng)該有一個(gè)高功率轉(zhuǎn)換效率,以提高電池壽命之間的費(fèi)用,時(shí)間間隔;目前的高高達(dá)80%,一般為60%-80%。
低功耗靜態(tài)電流小,接近控制,處于封閉狀態(tài),一般的功耗小于1uA。
保護(hù)電路,如過電壓保護(hù),低電壓閂鎖式短路保護(hù)輸出開路,LED溫度負(fù)反饋控制功能,以防止損壞或減少由于高工作溫度,工作生活LED。
封裝尺寸小,需要較少的外部元件和小,體積小,印刷電路板的會(huì)計(jì)和解決的問題,LED燈的ESD保護(hù)封裝環(huán)節(jié)和開路保護(hù)。
價(jià)格低廉,易于使用。
1.4 LED驅(qū)動(dòng)電路的主要問題
雖然現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)LED的工作,正確發(fā)揮其照明效果,但還存在一些問題[6]。
不匹配的驅(qū)動(dòng)電路和LED光源壽命的整體使用壽命,尤其是在關(guān)鍵設(shè)備,如電容器的使用壽命,在高溫下會(huì)直接影響LED驅(qū)動(dòng)電源電路的生活。
恒流LED驅(qū)動(dòng)電源的比例降低成本的LED驅(qū)動(dòng)電源電路,功耗更低(1-5W)的應(yīng)用,成本近三分之一,并在一定程度上已經(jīng)接近光源的成本,影響了LED照明的市場(chǎng)營(yíng)銷。
驅(qū)動(dòng)器的電源電路的工作效率一定要高,尤其是在驅(qū)動(dòng)高功率LED,因?yàn)樗械牟蛔鳛闊崃亢纳⒐廨敵龉β?,?qū)動(dòng)電源電路的工作效率太低,會(huì)影響LED的節(jié)能effectplay。
大型的調(diào)光比和高效率的LED調(diào)光,同時(shí)確保穩(wěn)定的高與低,發(fā)光亮度發(fā)光顏色特性。
LED燈的ESD保護(hù)封裝環(huán)節(jié)和開路保護(hù)問題。應(yīng)發(fā)展與公共服務(wù)電子化“計(jì)劃(ESD)保護(hù)功能,LED器件的LED防靜電,以避免損壞,由于LED燈串LED(公開)造成不亮。
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2012-05-26 14:42
@1083799199
1引言1.1LED驅(qū)動(dòng)電源的背景和意義在今天的日益嚴(yán)重的能源和環(huán)境問題,節(jié)能和環(huán)保已成為最緊迫的問題。 LED驅(qū)動(dòng)電源與LED綠色照明時(shí)代的到來,發(fā)揮著越來越重要的作用。與傳統(tǒng)的白熾燈,節(jié)能燈,發(fā)熱量低,體積小,功耗低,壽命長(zhǎng),響應(yīng)速度快,環(huán)保,扁平封裝,易開發(fā)成輕薄產(chǎn)品相比,政府積極支持LED產(chǎn)業(yè),LED將逐漸取代白熾燈,造成LED綠色照明時(shí)代。雖然在能源效率比其他光源的LED,LED是一個(gè)特殊的和敏感的半導(dǎo)體器件,但也有負(fù)溫度特性,因此需要在應(yīng)用過程中,穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和保護(hù),LED光源是不為一般光源直接訪問相同的電源必須有一個(gè)專用的LED電源轉(zhuǎn)換設(shè)備,額定電壓和電流驅(qū)動(dòng)的LED,以使LED正常工作。在國(guó)際市場(chǎng)上的外國(guó)客戶,LED驅(qū)動(dòng)電源轉(zhuǎn)換效率是非常高的有效功率,恒流精度,電源壽命,電磁兼容的要求,設(shè)計(jì)一款好的電源必須考慮到這些因素,因?yàn)樵陔娫搭I(lǐng)導(dǎo)的作用如同人的心臟是[1-3]。1.2LED驅(qū)動(dòng)電源的發(fā)展?fàn)顟B(tài)隨著越來越多的使用LED照明,LED驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。據(jù)研究機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì),到2011年底,LED驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)的規(guī)模將增長(zhǎng)14%以上,LED驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)的增長(zhǎng)速度快,再加上持續(xù)節(jié)能的熱門話題,LED驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)正在進(jìn)入一個(gè)新的戰(zhàn)國(guó)時(shí)代。推動(dòng)LED驅(qū)動(dòng)器技術(shù)在2008年,中國(guó)只有少數(shù)半導(dǎo)體廠商專注于LED驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)。為了滿足LED城市照明和其他項(xiàng)目的需求,越來越多的國(guó)內(nèi)企業(yè)開始涌入LED驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng),能源需求正在推動(dòng)LED驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)繼續(xù)保持增長(zhǎng)勢(shì)頭。 2009年,中國(guó)的LED驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)增長(zhǎng)只有1%,到2010年增長(zhǎng)加快至9.6%[4],根據(jù)iSuppli估計(jì),到2013年將擴(kuò)張4.4%的復(fù)合年度增長(zhǎng)率。政府刺激需求和企業(yè)在LED產(chǎn)業(yè)的投資,以促進(jìn)LED驅(qū)動(dòng)器的銷售增長(zhǎng)。1.3LED驅(qū)動(dòng)電路的關(guān)鍵技術(shù)LED本身是一個(gè)線性的組成部分,它必須工作在監(jiān)管規(guī)定的范圍,正向電壓,電流和溫度的變化,以及不同設(shè)備的顏色溫度,其正向電壓會(huì)有所不同。因此,LED驅(qū)動(dòng)器技術(shù)要求,解決技術(shù)問題的能力是LED驅(qū)動(dòng)器的發(fā)展的關(guān)鍵。提高轉(zhuǎn)換效率和降低功耗,在設(shè)計(jì)時(shí)最重要的考慮因素,也是一個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊。 LED驅(qū)動(dòng)器的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)如下[5]:提供最好的LED恒流驅(qū)動(dòng)器,以保持在最佳工作狀態(tài)的LED。驅(qū)動(dòng)電源的使用壽命,LED的壽命相匹配。驅(qū)動(dòng)器應(yīng)該有一個(gè)高功率轉(zhuǎn)換效率,以提高電池壽命之間的費(fèi)用,時(shí)間間隔;目前的高高達(dá)80%,一般為60%-80%。低功耗靜態(tài)電流小,接近控制,處于封閉狀態(tài),一般的功耗小于1uA。保護(hù)電路,如過電壓保護(hù),低電壓閂鎖式短路保護(hù)輸出開路,LED溫度負(fù)反饋控制功能,以防止損壞或減少由于高工作溫度,工作生活LED。封裝尺寸小,需要較少的外部元件和小,體積小,印刷電路板的會(huì)計(jì)和解決的問題,LED燈的ESD保護(hù)封裝環(huán)節(jié)和開路保護(hù)。價(jià)格低廉,易于使用。1.4LED驅(qū)動(dòng)電路的主要問題雖然現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)LED的工作,正確發(fā)揮其照明效果,但還存在一些問題[6]。不匹配的驅(qū)動(dòng)電路和LED光源壽命的整體使用壽命,尤其是在關(guān)鍵設(shè)備,如電容器的使用壽命,在高溫下會(huì)直接影響LED驅(qū)動(dòng)電源電路的生活。恒流LED驅(qū)動(dòng)電源的比例降低成本的LED驅(qū)動(dòng)電源電路,功耗更低(1-5W)的應(yīng)用,成本近三分之一,并在一定程度上已經(jīng)接近光源的成本,影響了LED照明的市場(chǎng)營(yíng)銷。驅(qū)動(dòng)器的電源電路的工作效率一定要高,尤其是在驅(qū)動(dòng)高功率LED,因?yàn)樗械牟蛔鳛闊崃亢纳⒐廨敵龉β剩?qū)動(dòng)電源電路的工作效率太低,會(huì)影響LED的節(jié)能effectplay。大型的調(diào)光比和高效率的LED調(diào)光,同時(shí)確保穩(wěn)定的高與低,發(fā)光亮度發(fā)光顏色特性。LED燈的ESD保護(hù)封裝環(huán)節(jié)和開路保護(hù)問題。應(yīng)發(fā)展與公共服務(wù)電子化“計(jì)劃(ESD)保護(hù)功能,LED器件的LED防靜電,以避免損壞,由于LED燈串LED(公開)造成不亮。

2系統(tǒng)的工作原理和設(shè)計(jì)
2.1電路拓?fù)涞倪x擇
研究開發(fā)和生產(chǎn)的開關(guān)電源從20世紀(jì)70年代和崛起中的AC / DC DC / DC兩大類開關(guān)電源在過去幾十年的發(fā)展,幾十種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),用于各種開關(guān)電源供電系統(tǒng)。每種拓?fù)涠加懈髯缘膬?yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),并且拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇范圍將直接影響到開關(guān)電源的設(shè)計(jì)是好還是壞[7]。
設(shè)計(jì)的LED電源驅(qū)動(dòng)程序之前,首先要選擇合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),為了選擇合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),我們應(yīng)該熟悉的各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。依賴于它的電路設(shè)計(jì)選擇---選擇組件,環(huán)路補(bǔ)償,其核心部件的設(shè)計(jì)等。如果你改變電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),這些將改變它。因此,正式的設(shè)計(jì)之前,花一些時(shí)間來仔細(xì)檢查開關(guān)電源的設(shè)計(jì)要求和技術(shù)規(guī)范,以確保選擇適當(dāng)?shù)碾娐吠負(fù)浣Y(jié)構(gòu),會(huì)有事半功倍的效果。
許多開關(guān)電源的書籍大多只介紹了幾十電路拓?fù)洌挥幸粋€(gè)大致的介紹每種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的作品。但一些優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)各類型電路拓?fù)鋾?/span>當(dāng)然,沒有介紹如何從電路選擇合適的電路拿出指導(dǎo)。但事實(shí)上,最新的評(píng)論文章已經(jīng)指出,只有諧振變換器電路拓?fù)鋽?shù)量多達(dá)上百種。因?yàn)槭聦?shí)上,幾乎任何一種電路為一個(gè)給定的應(yīng)用是可行的[8]。
這個(gè)項(xiàng)目是一個(gè)小功率LED的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,功率drivers.Because,體積小,低功耗的LED電源驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì),是使用最廣泛的反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 iWatt公司的1706系列,我們選擇,所以我們選擇的反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),在這里我們就不做太多的選擇的原因。本主題重點(diǎn)介紹變壓器的設(shè)計(jì),反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)工程,我們將在下文提到,我們不會(huì)做其他電路拓?fù)涞慕榻B。
2.2反激變換器的基本工作原理

  

圖2.1一個(gè)典型的反激式轉(zhuǎn)換器電路
基本工作原理如下:在圖2.1中,當(dāng)?shù)腗OS1傳導(dǎo),次級(jí)整流二極管D2反向切斷負(fù)載電源的輸出電容C1所示。變壓器T1相當(dāng)于一個(gè)純電感,電流流通過初級(jí)線圈線性增加在繁忙的IP。當(dāng)?shù)腗OS1關(guān)閉,所有繞組的電壓反向。反激電壓的次級(jí)整流二極管D2的導(dǎo)通狀態(tài),初始存儲(chǔ)能量的數(shù)量在同一時(shí)間被轉(zhuǎn)移到次級(jí)負(fù)載電流,而輸出電容充電(Q1的能量傳導(dǎo)損失)。目前在下一個(gè)周期開始之前下降到零,電路工作在斷續(xù)模式。
2.3返馳式轉(zhuǎn)換器的操作模式
反激式轉(zhuǎn)換器,隔離變壓器,能起到儲(chǔ)能電感和變壓器磁芯的作用,在直流偏磁狀態(tài),以防止飽和,我們經(jīng)常要加入一個(gè)較大的空氣間隙,通常是比較低的值在變壓器的初級(jí)電感。反激式轉(zhuǎn)換器通常是根據(jù)輸出電流的連續(xù)性,可以劃分成斷續(xù)模式(DCM),連續(xù)模式(CCM),當(dāng)前的關(guān)鍵模式(BCM)。
2.3.1連續(xù)導(dǎo)通模式
DCM的連續(xù)電流模式,如圖2.2所示,當(dāng)二次電流線性下降之前,下一個(gè)周期的開關(guān)導(dǎo)通,目前已經(jīng)下降到0,然后在間歇模式運(yùn)作的電路。
間歇運(yùn)行模式電路的工作,關(guān)閉次級(jí)整流二極管的電流應(yīng)力非常小,傳導(dǎo)開關(guān),二極管已經(jīng)完全關(guān)閉,以避免二極管的反向恢復(fù)問題。如果二極管的反向恢復(fù)電流尖峰的存在,它會(huì)帶來電磁干擾。
 
圖2.2 DCM模式
2.3.2連續(xù)模式
CCM的連續(xù)電流模式,如圖2.3所示,二次電流線性減小,當(dāng)電流并沒有減少到0,下一個(gè)開關(guān)周期已經(jīng)傳導(dǎo)。這種現(xiàn)象被稱為連續(xù)操作模式。
連續(xù)模式電感的要求比在非連續(xù)模式變壓器的變壓器體積笨重。
如果他們是間歇運(yùn)行模式的工作,引起的負(fù)荷變化,占空比調(diào)節(jié)范圍,調(diào)整困難,使非連續(xù)模式一般為小負(fù)荷變化的場(chǎng)合使用。如果負(fù)載的變化,選擇連續(xù)操作模式。

圖2.3 CCM模式
3反激式變壓器的設(shè)計(jì)
反激式變壓器開關(guān)的能量?jī)?chǔ)存在closed.When在開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài),變壓器釋放能量,所以之間的電感器和變壓器??的反激式變壓器,不是真正的變壓器[8]。在這種情況下,設(shè)計(jì)參數(shù):IN:90V-265V AC,輸出:11.5 V320毫安;開關(guān)頻率:72KHZ; IC的工作電壓:10V。

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2012-05-26 14:43
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2系統(tǒng)的工作原理和設(shè)計(jì)2.1電路拓?fù)涞倪x擇研究開發(fā)和生產(chǎn)的開關(guān)電源從20世紀(jì)70年代和崛起中的AC/DCDC/DC兩大類開關(guān)電源在過去幾十年的發(fā)展,幾十種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),用于各種開關(guān)電源供電系統(tǒng)。每種拓?fù)涠加懈髯缘膬?yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),并且拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇范圍將直接影響到開關(guān)電源的設(shè)計(jì)是好還是壞[7]。設(shè)計(jì)的LED電源驅(qū)動(dòng)程序之前,首先要選擇合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),為了選擇合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),我們應(yīng)該熟悉的各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。依賴于它的電路設(shè)計(jì)選擇---選擇組件,環(huán)路補(bǔ)償,其核心部件的設(shè)計(jì)等。如果你改變電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),這些將改變它。因此,正式的設(shè)計(jì)之前,花一些時(shí)間來仔細(xì)檢查開關(guān)電源的設(shè)計(jì)要求和技術(shù)規(guī)范,以確保選擇適當(dāng)?shù)碾娐吠負(fù)浣Y(jié)構(gòu),會(huì)有事半功倍的效果。許多開關(guān)電源的書籍大多只介紹了幾十電路拓?fù)?,只有一個(gè)大致的介紹每種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的作品。但一些優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)各類型電路拓?fù)鋾?。?dāng)然,沒有介紹如何從電路選擇合適的電路拿出指導(dǎo)。但事實(shí)上,最新的評(píng)論文章已經(jīng)指出,只有諧振變換器電路拓?fù)鋽?shù)量多達(dá)上百種。因?yàn)槭聦?shí)上,幾乎任何一種電路為一個(gè)給定的應(yīng)用是可行的[8]。這個(gè)項(xiàng)目是一個(gè)小功率LED的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,功率drivers.Because,體積小,低功耗的LED電源驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì),是使用最廣泛的反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 iWatt公司的1706系列,我們選擇,所以我們選擇的反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),在這里我們就不做太多的選擇的原因。本主題重點(diǎn)介紹變壓器的設(shè)計(jì),反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)工程,我們將在下文提到,我們不會(huì)做其他電路拓?fù)涞慕榻B。2.2反激變換器的基本工作原理[圖片]  圖2.1一個(gè)典型的反激式轉(zhuǎn)換器電路基本工作原理如下:在圖2.1中,當(dāng)?shù)腗OS1傳導(dǎo),次級(jí)整流二極管D2反向切斷負(fù)載電源的輸出電容C1所示。變壓器T1相當(dāng)于一個(gè)純電感,電流流通過初級(jí)線圈線性增加在繁忙的IP。當(dāng)?shù)腗OS1關(guān)閉,所有繞組的電壓反向。反激電壓的次級(jí)整流二極管D2的導(dǎo)通狀態(tài),初始存儲(chǔ)能量的數(shù)量在同一時(shí)間被轉(zhuǎn)移到次級(jí)負(fù)載電流,而輸出電容充電(Q1的能量傳導(dǎo)損失)。目前在下一個(gè)周期開始之前下降到零,電路工作在斷續(xù)模式。2.3返馳式轉(zhuǎn)換器的操作模式反激式轉(zhuǎn)換器,隔離變壓器,能起到儲(chǔ)能電感和變壓器磁芯的作用,在直流偏磁狀態(tài),以防止飽和,我們經(jīng)常要加入一個(gè)較大的空氣間隙,通常是比較低的值在變壓器的初級(jí)電感。反激式轉(zhuǎn)換器通常是根據(jù)輸出電流的連續(xù)性,可以劃分成斷續(xù)模式(DCM),連續(xù)模式(CCM),當(dāng)前的關(guān)鍵模式(BCM)。2.3.1連續(xù)導(dǎo)通模式DCM的連續(xù)電流模式,如圖2.2所示,當(dāng)二次電流線性下降之前,下一個(gè)周期的開關(guān)導(dǎo)通,目前已經(jīng)下降到0,然后在間歇模式運(yùn)作的電路。間歇運(yùn)行模式電路的工作,關(guān)閉次級(jí)整流二極管的電流應(yīng)力非常小,傳導(dǎo)開關(guān),二極管已經(jīng)完全關(guān)閉,以避免二極管的反向恢復(fù)問題。如果二極管的反向恢復(fù)電流尖峰的存在,它會(huì)帶來電磁干擾。[圖片] 圖2.2DCM模式2.3.2連續(xù)模式CCM的連續(xù)電流模式,如圖2.3所示,二次電流線性減小,當(dāng)電流并沒有減少到0,下一個(gè)開關(guān)周期已經(jīng)傳導(dǎo)。這種現(xiàn)象被稱為連續(xù)操作模式。連續(xù)模式電感的要求比在非連續(xù)模式變壓器的變壓器體積笨重。如果他們是間歇運(yùn)行模式的工作,引起的負(fù)荷變化,占空比調(diào)節(jié)范圍,調(diào)整困難,使非連續(xù)模式一般為小負(fù)荷變化的場(chǎng)合使用。如果負(fù)載的變化,選擇連續(xù)操作模式。圖2.3CCM模式3反激式變壓器的設(shè)計(jì)反激式變壓器開關(guān)的能量?jī)?chǔ)存在closed.When在開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài),變壓器釋放能量,所以之間的電感器和變壓器??的反激式變壓器,不是真正的變壓器[8]。在這種情況下,設(shè)計(jì)參數(shù):IN:90V-265VAC,輸出:11.5V320毫安;開關(guān)頻率:72KHZ;IC的工作電壓:10V。

3.1回掃變壓器磁原則
變壓器的功能,對(duì)變壓器繞組匝數(shù)比決定其通過的電流流電壓。
切換到管導(dǎo)通,VIN的增加,在變壓器初級(jí)繞組施加VINR = VIN / N,這個(gè)電壓,使輸出二極管的反向傳導(dǎo)的二次電壓。初級(jí)繞組的匝數(shù),通過二次繞組沒有電流流過。
變壓器繞組電壓的兩端,可以從以下電壓推導(dǎo)公式:
(3-1)
由于兩個(gè)線圈纏繞在相同的核心,因此繞組的磁通及磁通變化率相同。因此得到:
(3-2)
上面的公式表示,電壓互感器的原則,應(yīng)該指出的是,變壓器電壓比和蜿蜒流過的電流無關(guān)。
我們知道,打開開關(guān)上的回掃變壓器商店在能源。當(dāng)開關(guān)關(guān)閉時(shí),儲(chǔ)存的能量需要釋放。在這點(diǎn)在任何情況下電壓會(huì)自動(dòng)調(diào)整,使能量的釋放,它可以假設(shè)二極管導(dǎo)通開關(guān)關(guān)閉時(shí)。假設(shè)在一個(gè)恒定的值,輸出電容電壓V0,在二次繞組的一端接地,整個(gè)V0的電壓(忽略二極管壓降);根據(jù)變壓器的原理,電壓轉(zhuǎn)換到主轉(zhuǎn)換后的電壓為:
(3-3)
在此期間,開關(guān)被關(guān)閉,通常情況下,初級(jí)電壓VIN。在圖3.1所示,主電壓互感器二次轉(zhuǎn)換主他們疊加電壓VOR,最后的玫瑰VIN +的VOR(忽略關(guān)斷電壓峰值)。

圖3.1變壓器的漏極電壓波形
因此,在傳導(dǎo)過程中開關(guān),初級(jí)線圈,以確定所有的繞組電壓。開關(guān)在關(guān)閉期間,次級(jí)線圈繞組電壓決定。
由伏秒規(guī)則公式(為了確保核心是不飽和):
(3-4)
                          
(3-5)
                         
(3-6)
占空比是:
(3-7)
注意:
在回掃變壓器設(shè)計(jì)的時(shí)候,當(dāng)IC的要求操作在DCM模式下,占空比一般是先采取0.4-0.45之間的經(jīng)驗(yàn)值。
這里的電壓和截止電壓又是在繞組兩端,而不是一端的電壓之間的電壓。要確定基準(zhǔn)點(diǎn),測(cè)量電壓時(shí),測(cè)量點(diǎn)電壓的電壓。
參考點(diǎn),測(cè)量變壓器用示波器相同的名稱,可以判斷主變壓器次級(jí)繞組和輔助繞組側(cè)引腳的電壓波形。
下面討論,目前小學(xué)和中學(xué),回掃變壓器目前最終的變壓器電流計(jì)算公式之間的關(guān)系,它不是嚴(yán)格意義上的基本變壓器功能,因?yàn)椴煌ㄟ^流動(dòng)的回掃變壓器初級(jí)繞組和二次windingis目前,似乎他們不是。
事實(shí)上,回掃變壓器初級(jí)繞組和次級(jí)繞組電流的關(guān)系是建立能源,我們知道,能表達(dá)的核心是:
(3-8)
但不回掃變壓器的初級(jí)和次級(jí)線圈的電流流經(jīng)在同一時(shí)間通過初級(jí)繞組電流的能量流必須是平等的核心能量,都是平等的(忽略紋波電流)。
                         
(3-9)
LP和LS是初級(jí)電感和次級(jí)電感。
                       
(3-10)
                       
(3-11)
代入的能量公式,初級(jí)電流和次級(jí)電流關(guān)系:
(3-12)
確保變壓器的總安匝的價(jià)值是不能突變,目前的初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的電流不會(huì)流入通過在同一時(shí)間,它不會(huì)影響上述電流方程,電感上的電流不能突變有些類似。
3.2核心材料的類型的選擇
大多數(shù)開關(guān)電源與電源變壓器鐵氧體磁芯。鐵氧體一般是三氧化二鐵和錳,氧化鋅,高磁導(dǎo)率錳鋅鐵氧體磁感應(yīng)強(qiáng)度中等,高電阻率,低損耗,低價(jià)格應(yīng)該是高頻率使用的混合。開關(guān)頻率是比較高的,我們可以選擇的鐵氧體材料或MPP,完美的設(shè)計(jì)都必須考慮。在這里,我們只考慮鐵氧體材料,以便引進(jìn),因?yàn)?,如果效率是一樣的,比MPP的鐵氧體磁芯體積更小,所以我們選擇了鐵氧體材料的核心。
3.3核心的選擇
3.3.1鐵氧體磁芯的幾何
核心市場(chǎng)上的類似形狀的范圍很廣,但核心的性能是有很大區(qū)別。為了完成變壓器的設(shè)計(jì),我們需要選擇不同類型的核心。從幾種不同結(jié)構(gòu)的變壓器磁芯的幾何尺寸如下:(1)EE核心(2)(3)歐共體和ETD核心RM磁芯PQ磁芯(4)(5)LP核心(6)鍋核心)(提供)由TDK公司
EE型磁芯是使用最廣泛的,在圖3.2所示,線圈的核心是不完全由鐵素體活纏,所以才會(huì)有更大的磁場(chǎng)EMI-RFI的。從中間的空氣流動(dòng),使變壓器冷卻。中央支柱,圓形,方形,圓形的核心比多平方米的核心優(yōu)勢(shì),同一地區(qū)的中心柱的情況下,每個(gè)線圈的長(zhǎng)度之交前者比后者,輪流相同數(shù)量的情況下,短循環(huán)核心的線性阻抗也小,相應(yīng)的銅損耗和溫升應(yīng)小。
  
圖3.2 EE型磁芯
圖3.3顯示了歐盟的核心部分,在圓形的中間部分,蜿蜒十分便利。傷口面積增加,大功率開關(guān)變壓器的設(shè)計(jì)。其核心的罐形磁芯和E型及其對(duì)開幕式的每一側(cè)的圓柱之間的核心部分之間的交叉,從而使繞組電阻降低到最低限度。長(zhǎng)柱設(shè)計(jì)的漏感。歐共體的核心,通常用于差模和電源變壓器

圖3.3 EC型磁芯
扣除非經(jīng)常性的核心是一個(gè)變壓器或電感器的經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的選擇。在圖3.4所示,圓柱可降低繞組電阻。 ,并專門優(yōu)化,以提高效率的電力變壓器的尺寸。扣除非經(jīng)常性核心的典型應(yīng)用包括差模電感器和電源變壓器。

圖3.4開航類型的核心
在圖3.5所示,RM磁芯EE和灌木狀的核心是,核心結(jié)構(gòu)是一個(gè)更有效的罐狀的核心,其鐵素體更廣泛的開槽,所以這種適用于高輸出功率或輸出功率的核心。

圖3.5 RM型磁芯
在圖3.6所示的PQ型磁芯的體積和輻射面積,繞線面積之間的比率是最好的。為核心的損失是成正比的熱輻射能力為核心,體積和輻射表面積,因此,一個(gè)給定的輸出功率的條件下,PQ磁芯的最低溫度上升成正比。和PQ磁芯體積和繞線面積的比例是最佳的,所以相同的輸出功率變壓器的尺寸是最小的。

圖3.6 PQ型核心
LP型的核心是專為小尺寸的變壓器。中心列在圖3.7所示,是很長(zhǎng),這樣可以降低漏感。

  

圖3.7 LP型的核心
灌木狀的核心通常是用于低功耗水平(不超過125W)DC / DC轉(zhuǎn)換器,主要優(yōu)點(diǎn)是幾乎完全是在鐵氧體材料,從而有效地降低了輻射磁場(chǎng)內(nèi)線圈骨架的中心柱,主要用于EMI或RFI要求的場(chǎng)合。
在這種情況下,我們選擇EE16型磁芯。
3.3.2核心的選擇
磁性元件的設(shè)計(jì)一般需要增加氣隙以提高能源的核心存儲(chǔ)容量。否則,其核心是容易達(dá)到飽和。鐵氧體磁芯(所有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的應(yīng)用),我們一般采用下列公式為核心的選擇:
                      
(3-13)
在F的單位是千赫。
R - 紋波率,通常為0.5。
實(shí)際的核心數(shù)量,我們可以查詢規(guī)范AE,LE的價(jià)值,用公式:
                                 
(3-14)
計(jì)算實(shí)際的核心數(shù)量,只要核心的實(shí)際體積大于核心的計(jì)算量。
3.4核心材料的選擇
選擇“為核心材料的磁芯損耗與頻率和峰值磁通密度的變化曲線的參考因素。因?yàn)椴煌暮诵牟牧希诵念l率和峰值磁通密度變化的損失,正確的磁芯材料會(huì)降低磁芯損耗。
在圖3.8,PE22和PC40磁芯損耗的材料和鐵氧體磁芯的磁通密度(由TDK公司提供)所示:
 
圖3.8磁芯損耗和磁通密度的關(guān)系
在圖3.9所示,PE22和PC40(由TDK公司提供)兩種材料的鐵氧體磁芯,磁芯損耗和溫度之間的關(guān)系:

圖3.9磁芯損耗和溫度
在圖3.10所示,鐵氧體磁芯的電感系數(shù)比較兩種材料PE22和PC40(TDK公司提供):

圖3.10電感系數(shù)比較兩種材料
我們發(fā)現(xiàn),在相同的溫度比PE22小,PC40電感系數(shù),PC40磁芯損耗是比PE22電感系數(shù)更大。相同的電感,所需的線圈匝數(shù)少,降低了銅損。因此,在這種情況下,我們選擇了鐵氧體磁芯材料PC40。
3.5空氣間隙的選擇
在圖3.11所示,通常的做法是為了防止回掃變壓器磁芯飽和,核心加氣隙。有兩種方法的核心,加上空氣間隙。其一是使用了堅(jiān)實(shí)的鐵氧體磁芯。磨EE型或鍋核心的中央支柱的一部分,可形成氣隙。在sertion在兩個(gè)U形或UU的核心交界處的塑料板材,從而獲得所需氣隙。更常用的方法是使用的MPP(坡莫合金粉)的核心,這里是沒有做太多這種方法介紹。

在圖3.11中的核心加上滯后環(huán)的空氣間隙的影響
氣隙大?。?br />                         (3-15)
磁感應(yīng)強(qiáng)度:
                                                
(3-16)
空氣間隙的選擇是不小于0.25-0.5mm的(10-20Mil的),因?yàn)楹诵牡纳a(chǎn)過程將是0.025-0.05mm的誤差(即1-2mil)。如果空氣間隙小于10-20Mil的,為自己的最佳選擇與氣隙核心的,以確保AL大小,而不是空氣隙的大小。
3.6回掃變壓器初級(jí)/次級(jí)匝數(shù)比
選定的核心模式,我們應(yīng)該確定小學(xué)和中學(xué)的匝數(shù)比,我們可以切換壓力值,初步確定了初級(jí)/次級(jí)匝數(shù)比,如果我們假設(shè)整流壓降0.7V.leakage電感的電壓值的心室晚電位,開關(guān)能夠承受最大電壓應(yīng)力:
                
(3-17)
3.7選擇初級(jí)匝數(shù)
根據(jù)法拉第定律的無量綱形式來計(jì)算圈主號(hào)碼[8]:
                    
(3-18)
其中,Np是初級(jí)繞組匝數(shù);ΔB為磁通量密度,T臺(tái),AE是有效的核心區(qū),單位毫米,是最小直流輸入電壓,V為單位,是時(shí)間上的最大,單位毫秒。
3.8初級(jí)峰值電流和初級(jí)電感
在傳導(dǎo)過程中切換,初級(jí)線圈的恒定,電流線性上升的電壓,斜坡的di / dt = VDC / LP。傳導(dǎo)年底前,初級(jí)電流上升到IP = V直流噸/ LP,變壓器儲(chǔ)存能量:
                          
(3-19)
              
(3-20)
開關(guān)電源的效率;
而且由于
                     
(3-21)
所以
                                       
(3-22)
初級(jí)峰值電流:
                                                 
(3-23)
因此,根據(jù)初級(jí)峰值電流,初級(jí)電感值:
                                               
(3-24)
3.9初級(jí)RMS電流和導(dǎo)線尺寸
當(dāng)初級(jí)電流是三角波,傳導(dǎo)時(shí)間是最大的直流輸入電壓最小時(shí)的初級(jí)峰值電流有效值[9]:
                                            
(3-25)
根據(jù)初級(jí)RMS電流和電流密度,初級(jí)線圈的裸區(qū):
                                                
(3-26)
J是導(dǎo)體的電流密度,A/cm2的;
注:根據(jù)附錄中的電線規(guī)格表,我們可以查詢到所使用的電線規(guī)格。
3.9.1次級(jí)RMS電流和導(dǎo)線尺寸
由于初級(jí)電流和次級(jí)電流和匝數(shù)比的大小是成反比的,二次電流是三角波,所以
                                  
(3-27)
次級(jí)RMS電流和電流密度,的次級(jí)線圈裸露面積:
                                               
(3-28)
J是導(dǎo)體的電流密度,A/cm2的;
注:根據(jù)附錄中的電線規(guī)格表,我們可以查詢到所使用的電線規(guī)格。
3.9.2初級(jí)繞組,二次繞組和輔助繞組銅損
電流在線圈的熱效應(yīng),會(huì)產(chǎn)生銅損,銅損計(jì)算,我們一般首先找到每個(gè)繞組的等效電阻:
                                          
(3-29)
然后計(jì)算出銅喪失:
                                            
(3-30)
3.9.3磁芯損耗
磁芯損耗一般由磁滯損耗,渦流損耗和剩余損耗。剩余的損失將低于1MHz以上,一般的開關(guān)頻率可以忽略不計(jì)。我們通??梢苑譃槿龍?chǎng)失利的經(jīng)驗(yàn)公式如下:
                                      
(3-31)
相關(guān)資料顯示,PC40鐵氧體磁芯材料;
4選擇IC
LED電源驅(qū)動(dòng)IC的供應(yīng)廠家,如iWatt公司,NXP的觀點(diǎn)的力量,考慮到市場(chǎng)的成本和IC時(shí)間,我們選擇了IW1706 iWatt公司公司-00,iWatt公司2011年5月推出的芯片公司已更新IC市場(chǎng),但I(xiàn)C還不是很成熟和穩(wěn)定,在研究和發(fā)展的過程中會(huì)遇到更多的麻煩,所以我們選擇的IW1706-00,其中約1萬元,批量采購成本將降低成本。

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2012-05-26 14:44
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3.1回掃變壓器磁原則變壓器的功能,對(duì)變壓器繞組匝數(shù)比決定其通過的電流流電壓。切換到管導(dǎo)通,VIN的增加,在變壓器初級(jí)繞組施加VINR=VIN/N,這個(gè)電壓,使輸出二極管的反向傳導(dǎo)的二次電壓。初級(jí)繞組的匝數(shù),通過二次繞組沒有電流流過。變壓器繞組電壓的兩端,可以從以下電壓推導(dǎo)公式:(3-1)由于兩個(gè)線圈纏繞在相同的核心,因此繞組的磁通及磁通變化率相同。因此得到:(3-2)上面的公式表示,電壓互感器的原則,應(yīng)該指出的是,變壓器電壓比和蜿蜒流過的電流無關(guān)。我們知道,打開開關(guān)上的回掃變壓器商店在能源。當(dāng)開關(guān)關(guān)閉時(shí),儲(chǔ)存的能量需要釋放。在這點(diǎn)在任何情況下電壓會(huì)自動(dòng)調(diào)整,使能量的釋放,它可以假設(shè)二極管導(dǎo)通開關(guān)關(guān)閉時(shí)。假設(shè)在一個(gè)恒定的值,輸出電容電壓V0,在二次繞組的一端接地,整個(gè)V0的電壓(忽略二極管壓降);根據(jù)變壓器的原理,電壓轉(zhuǎn)換到主轉(zhuǎn)換后的電壓為:(3-3)在此期間,開關(guān)被關(guān)閉,通常情況下,初級(jí)電壓VIN。在圖3.1所示,主電壓互感器二次轉(zhuǎn)換主他們疊加電壓VOR,最后的玫瑰VIN+的VOR(忽略關(guān)斷電壓峰值)。圖3.1變壓器的漏極電壓波形因此,在傳導(dǎo)過程中開關(guān),初級(jí)線圈,以確定所有的繞組電壓。開關(guān)在關(guān)閉期間,次級(jí)線圈繞組電壓決定。由伏秒規(guī)則公式(為了確保核心是不飽和):(3-4)                          (3-5)                         (3-6)占空比是:(3-7)注意:在回掃變壓器設(shè)計(jì)的時(shí)候,當(dāng)IC的要求操作在DCM模式下,占空比一般是先采取0.4-0.45之間的經(jīng)驗(yàn)值。這里的電壓和截止電壓又是在繞組兩端,而不是一端的電壓之間的電壓。要確定基準(zhǔn)點(diǎn),測(cè)量電壓時(shí),測(cè)量點(diǎn)電壓的電壓。參考點(diǎn),測(cè)量變壓器用示波器相同的名稱,可以判斷主變壓器次級(jí)繞組和輔助繞組側(cè)引腳的電壓波形。下面討論,目前小學(xué)和中學(xué),回掃變壓器目前最終的變壓器電流計(jì)算公式之間的關(guān)系,它不是嚴(yán)格意義上的基本變壓器功能,因?yàn)椴煌ㄟ^流動(dòng)的回掃變壓器初級(jí)繞組和二次windingis目前,似乎他們不是。事實(shí)上,回掃變壓器初級(jí)繞組和次級(jí)繞組電流的關(guān)系是建立能源,我們知道,能表達(dá)的核心是:(3-8)但不回掃變壓器的初級(jí)和次級(jí)線圈的電流流經(jīng)在同一時(shí)間通過初級(jí)繞組電流的能量流必須是平等的核心能量,都是平等的(忽略紋波電流)。                         (3-9)LP和LS是初級(jí)電感和次級(jí)電感。                       (3-10)                       (3-11)代入的能量公式,初級(jí)電流和次級(jí)電流關(guān)系:(3-12)確保變壓器的總安匝的價(jià)值是不能突變,目前的初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的電流不會(huì)流入通過在同一時(shí)間,它不會(huì)影響上述電流方程,電感上的電流不能突變有些類似。3.2核心材料的類型的選擇大多數(shù)開關(guān)電源與電源變壓器鐵氧體磁芯。鐵氧體一般是三氧化二鐵和錳,氧化鋅,高磁導(dǎo)率錳鋅鐵氧體磁感應(yīng)強(qiáng)度中等,高電阻率,低損耗,低價(jià)格應(yīng)該是高頻率使用的混合。開關(guān)頻率是比較高的,我們可以選擇的鐵氧體材料或MPP,完美的設(shè)計(jì)都必須考慮。在這里,我們只考慮鐵氧體材料,以便引進(jìn),因?yàn)?,如果效率是一樣的,比MPP的鐵氧體磁芯體積更小,所以我們選擇了鐵氧體材料的核心。3.3核心的選擇3.3.1鐵氧體磁芯的幾何核心市場(chǎng)上的類似形狀的范圍很廣,但核心的性能是有很大區(qū)別。為了完成變壓器的設(shè)計(jì),我們需要選擇不同類型的核心。從幾種不同結(jié)構(gòu)的變壓器磁芯的幾何尺寸如下:(1)EE核心(2)(3)歐共體和ETD核心RM磁芯PQ磁芯(4)(5)LP核心(6)鍋核心)(提供)由TDK公司EE型磁芯是使用最廣泛的,在圖3.2所示,線圈的核心是不完全由鐵素體活纏,所以才會(huì)有更大的磁場(chǎng)EMI-RFI的。從中間的空氣流動(dòng),使變壓器冷卻。中央支柱,圓形,方形,圓形的核心比多平方米的核心優(yōu)勢(shì),同一地區(qū)的中心柱的情況下,每個(gè)線圈的長(zhǎng)度之交前者比后者,輪流相同數(shù)量的情況下,短循環(huán)核心的線性阻抗也小,相應(yīng)的銅損耗和溫升應(yīng)小。[圖片]  圖3.2EE型磁芯圖3.3顯示了歐盟的核心部分,在圓形的中間部分,蜿蜒十分便利。傷口面積增加,大功率開關(guān)變壓器的設(shè)計(jì)。其核心的罐形磁芯和E型及其對(duì)開幕式的每一側(cè)的圓柱之間的核心部分之間的交叉,從而使繞組電阻降低到最低限度。長(zhǎng)柱設(shè)計(jì)的漏感。歐共體的核心,通常用于差模和電源變壓器圖3.3EC型磁芯扣除非經(jīng)常性的核心是一個(gè)變壓器或電感器的經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的選擇。在圖3.4所示,圓柱可降低繞組電阻。 ,并專門優(yōu)化,以提高效率的電力變壓器的尺寸??鄢墙?jīng)常性核心的典型應(yīng)用包括差模電感器和電源變壓器。圖3.4開航類型的核心在圖3.5所示,RM磁芯EE和灌木狀的核心是,核心結(jié)構(gòu)是一個(gè)更有效的罐狀的核心,其鐵素體更廣泛的開槽,所以這種適用于高輸出功率或輸出功率的核心。圖3.5RM型磁芯在圖3.6所示的PQ型磁芯的體積和輻射面積,繞線面積之間的比率是最好的。為核心的損失是成正比的熱輻射能力為核心,體積和輻射表面積,因此,一個(gè)給定的輸出功率的條件下,PQ磁芯的最低溫度上升成正比。和PQ磁芯體積和繞線面積的比例是最佳的,所以相同的輸出功率變壓器的尺寸是最小的。圖3.6PQ型核心LP型的核心是專為小尺寸的變壓器。中心列在圖3.7所示,是很長(zhǎng),這樣可以降低漏感。[圖片] [圖片] 圖3.7LP型的核心灌木狀的核心通常是用于低功耗水平(不超過125W)DC/DC轉(zhuǎn)換器,主要優(yōu)點(diǎn)是幾乎完全是在鐵氧體材料,從而有效地降低了輻射磁場(chǎng)內(nèi)線圈骨架的中心柱,主要用于EMI或RFI要求的場(chǎng)合。在這種情況下,我們選擇EE16型磁芯。3.3.2核心的選擇磁性元件的設(shè)計(jì)一般需要增加氣隙以提高能源的核心存儲(chǔ)容量。否則,其核心是容易達(dá)到飽和。鐵氧體磁芯(所有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的應(yīng)用),我們一般采用下列公式為核心的選擇:                      (3-13)在F的單位是千赫。R-紋波率,通常為0.5。實(shí)際的核心數(shù)量,我們可以查詢規(guī)范AE,LE的價(jià)值,用公式:                                 (3-14)計(jì)算實(shí)際的核心數(shù)量,只要核心的實(shí)際體積大于核心的計(jì)算量。3.4核心材料的選擇選擇“為核心材料的磁芯損耗與頻率和峰值磁通密度的變化曲線的參考因素。因?yàn)椴煌暮诵牟牧?,核心頻率和峰值磁通密度變化的損失,正確的磁芯材料會(huì)降低磁芯損耗。在圖3.8,PE22和PC40磁芯損耗的材料和鐵氧體磁芯的磁通密度(由TDK公司提供)所示:[圖片] 圖3.8磁芯損耗和磁通密度的關(guān)系在圖3.9所示,PE22和PC40(由TDK公司提供)兩種材料的鐵氧體磁芯,磁芯損耗和溫度之間的關(guān)系:圖3.9磁芯損耗和溫度在圖3.10所示,鐵氧體磁芯的電感系數(shù)比較兩種材料PE22和PC40(TDK公司提供):圖3.10電感系數(shù)比較兩種材料我們發(fā)現(xiàn),在相同的溫度比PE22小,PC40電感系數(shù),PC40磁芯損耗是比PE22電感系數(shù)更大。相同的電感,所需的線圈匝數(shù)少,降低了銅損。因此,在這種情況下,我們選擇了鐵氧體磁芯材料PC40。3.5空氣間隙的選擇在圖3.11所示,通常的做法是為了防止回掃變壓器磁芯飽和,核心加氣隙。有兩種方法的核心,加上空氣間隙。其一是使用了堅(jiān)實(shí)的鐵氧體磁芯。磨EE型或鍋核心的中央支柱的一部分,可形成氣隙。在sertion在兩個(gè)U形或UU的核心交界處的塑料板材,從而獲得所需氣隙。更常用的方法是使用的MPP(坡莫合金粉)的核心,這里是沒有做太多這種方法介紹。在圖3.11中的核心加上滯后環(huán)的空氣間隙的影響氣隙大小:                        (3-15)磁感應(yīng)強(qiáng)度:                                                (3-16)空氣間隙的選擇是不小于0.25-0.5mm的(10-20Mil的),因?yàn)楹诵牡纳a(chǎn)過程將是0.025-0.05mm的誤差(即1-2mil)。如果空氣間隙小于10-20Mil的,為自己的最佳選擇與氣隙核心的,以確保AL大小,而不是空氣隙的大小。3.6回掃變壓器初級(jí)/次級(jí)匝數(shù)比選定的核心模式,我們應(yīng)該確定小學(xué)和中學(xué)的匝數(shù)比,我們可以切換壓力值,初步確定了初級(jí)/次級(jí)匝數(shù)比,如果我們假設(shè)整流壓降0.7V.leakage電感的電壓值的心室晚電位,開關(guān)能夠承受最大電壓應(yīng)力:                (3-17)3.7選擇初級(jí)匝數(shù)根據(jù)法拉第定律的無量綱形式來計(jì)算圈主號(hào)碼[8]:                    (3-18)其中,Np是初級(jí)繞組匝數(shù);ΔB為磁通量密度,T臺(tái),AE是有效的核心區(qū),單位毫米,是最小直流輸入電壓,V為單位,是時(shí)間上的最大,單位毫秒。3.8初級(jí)峰值電流和初級(jí)電感在傳導(dǎo)過程中切換,初級(jí)線圈的恒定,電流線性上升的電壓,斜坡的di/dt=VDC/LP。傳導(dǎo)年底前,初級(jí)電流上升到IP=V直流噸/LP,變壓器儲(chǔ)存能量:                          (3-19)              (3-20)開關(guān)電源的效率;而且由于                     (3-21)所以                                       (3-22)初級(jí)峰值電流:                                                 (3-23)因此,根據(jù)初級(jí)峰值電流,初級(jí)電感值:                                               (3-24)3.9初級(jí)RMS電流和導(dǎo)線尺寸當(dāng)初級(jí)電流是三角波,傳導(dǎo)時(shí)間是最大的直流輸入電壓最小時(shí)的初級(jí)峰值電流有效值[9]:                                            (3-25)根據(jù)初級(jí)RMS電流和電流密度,初級(jí)線圈的裸區(qū):                                                (3-26)J是導(dǎo)體的電流密度,A/cm2的;注:根據(jù)附錄中的電線規(guī)格表,我們可以查詢到所使用的電線規(guī)格。3.9.1次級(jí)RMS電流和導(dǎo)線尺寸由于初級(jí)電流和次級(jí)電流和匝數(shù)比的大小是成反比的,二次電流是三角波,所以                                  (3-27)次級(jí)RMS電流和電流密度,的次級(jí)線圈裸露面積:                                               (3-28)J是導(dǎo)體的電流密度,A/cm2的;注:根據(jù)附錄中的電線規(guī)格表,我們可以查詢到所使用的電線規(guī)格。3.9.2初級(jí)繞組,二次繞組和輔助繞組銅損電流在線圈的熱效應(yīng),會(huì)產(chǎn)生銅損,銅損計(jì)算,我們一般首先找到每個(gè)繞組的等效電阻:                                          (3-29)然后計(jì)算出銅喪失:                                            (3-30)3.9.3磁芯損耗磁芯損耗一般由磁滯損耗,渦流損耗和剩余損耗。剩余的損失將低于1MHz以上,一般的開關(guān)頻率可以忽略不計(jì)。我們通??梢苑譃槿龍?chǎng)失利的經(jīng)驗(yàn)公式如下:                                      (3-31)相關(guān)資料顯示,PC40鐵氧體磁芯材料;4選擇ICLED電源驅(qū)動(dòng)IC的供應(yīng)廠家,如iWatt公司,NXP的觀點(diǎn)的力量,考慮到市場(chǎng)的成本和IC時(shí)間,我們選擇了IW1706iWatt公司公司-00,iWatt公司2011年5月推出的芯片公司已更新IC市場(chǎng),但I(xiàn)C還不是很成熟和穩(wěn)定,在研究和發(fā)展的過程中會(huì)遇到更多的麻煩,所以我們選擇的IW1706-00,其中約1萬元,批量采購成本將降低成本。
4.1特性的IW1706
iW1706是一個(gè)高性能的AC / DC電源控制器,采用數(shù)字控制技術(shù),建立PWM FL yback電源的峰值電流模式。設(shè)備直接驅(qū)動(dòng)功率BJT和工作在準(zhǔn)諧振模式,提供高效率內(nèi)置保護(hù)功能的關(guān)鍵,同時(shí)最大限度地減少外部元件數(shù)量,簡(jiǎn)化了EMI設(shè)計(jì),降低材料成本的總賬單。 iW1706特色鮮明的軟啟動(dòng)的計(jì)劃,允許小型和大型的容性負(fù)載快速,還順利啟動(dòng)。 iW1706消除次級(jí)反饋電路的需要,同時(shí)實(shí)現(xiàn)出色的線路和負(fù)載調(diào)節(jié)。它也消除了環(huán)路補(bǔ)償元件的需要,同時(shí)保持在所有操作條件下的穩(wěn)定。脈沖由脈沖波形的分析,可以為一個(gè)循環(huán)的反應(yīng),是比傳統(tǒng)解決方案快,導(dǎo)致改進(jìn)的動(dòng)態(tài)負(fù)載響應(yīng)。內(nèi)置的電源限制功能,使普遍離線應(yīng)用優(yōu)化變壓器設(shè)計(jì),并允許一個(gè)寬輸入電壓范圍。
4.2 IW1706內(nèi)部框圖
IW1706的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖4.1所示:
 
圖4.1內(nèi)部框圖IW1706
4.3 IC工作
4.3.1 IC引腳功能
引腳16的VCC
在正常運(yùn)行的控制器電源供應(yīng)控制器將啟動(dòng)當(dāng)VCC達(dá)到11.0 V(典型)和關(guān)機(jī)時(shí),VCC電壓為4.0 V(典型值)。之間應(yīng)連接一個(gè)0.1μF去耦電容或VCC引腳和GND。
2腳的GND
地面。
針腳3 - 
從輔助繞組感信號(hào)輸入。這提供用于輸出調(diào)節(jié)次級(jí)電壓反饋。
4腳的
初級(jí)電流的意義。用于逐周期峰值電流控制和限制。
5腳的輸出
相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器的外部功率BJT的開關(guān)。
4.3.2軟啟動(dòng)
iW1706功能創(chuàng)新的專有軟啟動(dòng)的計(jì)劃,實(shí)現(xiàn)較快平穩(wěn)啟動(dòng)的輸出負(fù)載的范圍很廣,包括容性負(fù)載通常從330μF至6000μF,通常從5V至12V輸出電壓覆蓋。此前的啟動(dòng),VCC引腳的收費(fèi)是通過啟動(dòng)電阻。當(dāng)VCC旁路電容完全充電電壓高于啟動(dòng)閾值VCC(ST)的ENABLE信號(hào),使控制邏輯變得活躍,,iW1706開始軟啟動(dòng)功能。在軟啟動(dòng)過程中,原邊峰值電流限制為IPEAK比較周期的循環(huán)。整個(gè)軟啟動(dòng)過程可以分解成幾個(gè)階段根據(jù)對(duì)輸出電壓水平,這是由VSENSE信號(hào)間接遙感在初級(jí)側(cè)。在不同的階段,iW1706自適應(yīng)控制的開關(guān)頻率和初級(jí)側(cè)峰值電流,輸出電壓總是可以建立在早期階段,并順利過渡到音響信號(hào)階段所需的調(diào)節(jié)電壓的速度非常快,無論任何容性和阻性負(fù)載的應(yīng)用可能產(chǎn)生。
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2012-05-26 14:52
@1083799199
4.1特性的IW1706iW1706是一個(gè)高性能的AC/DC電源控制器,采用數(shù)字控制技術(shù),建立PWMFLyback電源的峰值電流模式。設(shè)備直接驅(qū)動(dòng)功率BJT和工作在準(zhǔn)諧振模式,提供高效率內(nèi)置保護(hù)功能的關(guān)鍵,同時(shí)最大限度地減少外部元件數(shù)量,簡(jiǎn)化了EMI設(shè)計(jì),降低材料成本的總賬單。 iW1706特色鮮明的軟啟動(dòng)的計(jì)劃,允許小型和大型的容性負(fù)載快速,還順利啟動(dòng)。 iW1706消除次級(jí)反饋電路的需要,同時(shí)實(shí)現(xiàn)出色的線路和負(fù)載調(diào)節(jié)。它也消除了環(huán)路補(bǔ)償元件的需要,同時(shí)保持在所有操作條件下的穩(wěn)定。脈沖由脈沖波形的分析,可以為一個(gè)循環(huán)的反應(yīng),是比傳統(tǒng)解決方案快,導(dǎo)致改進(jìn)的動(dòng)態(tài)負(fù)載響應(yīng)。內(nèi)置的電源限制功能,使普遍離線應(yīng)用優(yōu)化變壓器設(shè)計(jì),并允許一個(gè)寬輸入電壓范圍。4.2IW1706內(nèi)部框圖IW1706的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖4.1所示:[圖片] 圖4.1內(nèi)部框圖IW17064.3IC工作4.3.1IC引腳功能引腳16的VCC在正常運(yùn)行的控制器電源供應(yīng)控制器將啟動(dòng)當(dāng)VCC達(dá)到11.0V(典型)和關(guān)機(jī)時(shí),VCC電壓為4.0V(典型值)。之間應(yīng)連接一個(gè)0.1μF去耦電容或VCC引腳和GND。2腳的GND地面。針腳3- 從輔助繞組感信號(hào)輸入。這提供用于輸出調(diào)節(jié)次級(jí)電壓反饋。4腳的初級(jí)電流的意義。用于逐周期峰值電流控制和限制。5腳的輸出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器的外部功率BJT的開關(guān)。4.3.2軟啟動(dòng)iW1706功能創(chuàng)新的專有軟啟動(dòng)的計(jì)劃,實(shí)現(xiàn)較快平穩(wěn)啟動(dòng)的輸出負(fù)載的范圍很廣,包括容性負(fù)載通常從330μF至6000μF,通常從5V至12V輸出電壓覆蓋。此前的啟動(dòng),VCC引腳的收費(fèi)是通過啟動(dòng)電阻。當(dāng)VCC旁路電容完全充電電壓高于啟動(dòng)閾值VCC(ST)的ENABLE信號(hào),使控制邏輯變得活躍,,iW1706開始軟啟動(dòng)功能。在軟啟動(dòng)過程中,原邊峰值電流限制為IPEAK比較周期的循環(huán)。整個(gè)軟啟動(dòng)過程可以分解成幾個(gè)階段根據(jù)對(duì)輸出電壓水平,這是由VSENSE信號(hào)間接遙感在初級(jí)側(cè)。在不同的階段,iW1706自適應(yīng)控制的開關(guān)頻率和初級(jí)側(cè)峰值電流,輸出電壓總是可以建立在早期階段,并順利過渡到音響信號(hào)階段所需的調(diào)節(jié)電壓的速度非??欤瑹o論任何容性和阻性負(fù)載的應(yīng)用可能產(chǎn)生。
 
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2012-05-26 14:54
@1083799199
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2012-05-26 14:54
@1083799199
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LV.2
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1083799199
LV.2
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2012-05-26 14:55
@1083799199
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2012-05-28 16:51
@1083799199
[圖片] 
請(qǐng)問一下你是在哪個(gè)軟件上仿真的呢?
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elven_boy
LV.4
15
2012-05-30 10:01
無奈了 你下面的公式我沒見一個(gè)
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elven_boy
LV.4
16
2012-05-31 16:19
公式一個(gè)沒有
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fengxunshi
LV.5
17
2012-07-06 17:48
@elven_boy
公式一個(gè)沒有

消隱咯,,公式,

版主,,

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wzh20043
LV.2
18
2012-07-12 15:32
@fengxunshi
消隱咯,,公式,版主,,
mark 學(xué)習(xí) 為大家送上一杯茶
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發(fā)