
三路輸出的超寬壓輸入電源電路設計分析
寬壓輸入電源要求在肯定范圍內不劃一級的電壓都能夠使用,對電壓波動有很強的適應性。在工業(yè)現場,電網的電壓每每受用電負載的轉變而變動,分外是負載較大時情況尤其緊張。另外,現場環(huán)境的干擾尖峰也會疊加在輸入電壓上一路進入電源電路,致使在惡劣環(huán)境下,正常供電的開關電源或其它元件極其容易損壞。下面淺談下超寬壓輸入電源電路設計。
這是一款基于TOP242N設計的三路輸出開關電源,要求輸入電壓范圍為80~400VAC,輸出電壓分別為5V/0.6A、5V/0.1 A、15V/0.15A,輸出總功率約為6W左右。電源電路原理圖如下圖所示:
寬壓電源前端電路設計:
考慮輸入時電源的波動轉變?yōu)椤?5%,當輸入電壓要求為400VAC時,最高輸入電壓可達460V左右。此輸入電壓經過整流濾波后,其電壓可達650V左右,再考慮加上輸出反饋的電壓Uor和漏感形成的尖峰電壓,疊加后其最高電壓將超過800V。而該芯片的最高電壓為700V,為了保證TOP242能正常安全工作,在設計前端電路時增長了一個MOS管,讓MOS管與TOP242串接關鍵詞排名,并實現與TOP管同步開關來進步團體耐壓。為了使MOS管和TOP242N內部的開關管時序保持同等,MOS管的通斷由TOP242N控制。
寬壓電源外圍控制電路設計:
該電路將TOP242N設為全頻工作體例,將TOP242N的極限電流設置為內部最大值,把多功能腳M與S短接,開關頻率為132kHz。
寬壓電源穩(wěn)壓反饋電路設計:
該設計采用光耦加TL431的反饋體例,反饋回路的情勢由輸出電壓的精度決定,如許可以將輸出電壓的變動控制在±1%以內,反饋電壓由5V輸出端取樣。電壓反饋旌旗燈號通過電阻分壓器R10、R11獲得取樣電壓后,將與TL431中的2.5V基準電壓進行比較并輸出偏差電壓,然后通過光耦改變TOP242N的控制端電流Lc,再通過改變占空比來調節(jié)輸出電壓使其保持不變。光耦的另一作用是對冷地和熱地進行隔離。尖峰電壓經R8、C4濾波后,可使偏置電壓即使在負載較重時,也能保持穩(wěn)固,調節(jié)電阻R10、R11可改變輸出電壓的大小。
寬壓電源高頻變壓器設計:
磁芯一樣平常應選用能夠知足高頻開關的錳鋅鐵氧體磁心,為便于繞制,磁心外形可選用EI或EE型,變壓器的初、次級繞組應相間繞制。因為要考慮大量的相互關聯(lián)變量來設計高頻變壓器,因此計算較為復雜,為減輕設計者的工作量,設計高頻變壓器可以使用專用軟件。
寬壓電源次級輸出電路設計:
整流二極管和濾波電容構成輸出整流濾波電路,整流二極管選用肖特基二極管可降低損耗并消弭輸出電壓的紋波,但肖特基二極管應加上功率較大的散熱器,電容器一樣平常應選擇低ESR等效串聯(lián)阻抗的電容。濾除高頻開關過程所產生的電壓噪聲和電壓尖峰,在整流濾波環(huán)節(jié)的后面通常應再加一級LC濾波環(huán)節(jié),用于進步輸出電壓的濾波結果。
寬壓電源珍愛電路設計:
在電源的輸入端還設計了附加的過電壓珍愛措施,是為了珍愛電源在瞬間高壓下能正常工作。為有用的克制開機瞬間的電壓浪涌沖擊,在輸入端并接了較大功率的壓敏電阻,并且在后級加上共模電感和負溫度系數的熱敏電阻。為防止在開關周期內,TOP242N關斷時漏感產生的尖峰電壓使TOP242N損壞,電路中設計了由鉗位齊納管VD5、阻斷二極管VD6組成的珍愛網絡。該網絡在啟動或過載時,VD5即會限定漏極電壓。而在正常工作時,VD5上的損耗很小。
寬壓電源設計總結:
對該采用TOP242N設計的寬壓輸入三路輸出電源性能進行測試,測試效果注解,各項性能指標經測試均較寫意。該電源在輸入60~500VAC時,且在60°高溫條件下,電源都能可靠穩(wěn)固工作,電源的服從約為85%以上,紋波電壓、輸出電壓穩(wěn)固精度都在規(guī)定的范圍內。在EMC測試中四川人事考試網首頁百度優(yōu)化,浪涌±4000V,快速脈沖群±4000V也能正常工作。
寬壓模塊電源無論在低壓或高壓輸入時,都可輸出穩(wěn)固的電壓,有用地進步了開關電源在工業(yè)現場各種環(huán)境下工作的可靠性和便利性,實用性能強。
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