應用IRIS40xx 系列的電源設計
加入技術(shù)交流群
導言
典型電路
設計程序
1) 導言
反激式變換器電源非常流行是因為它簡(jiǎn)單、低成本和能夠得到多路輸出。應用IRIS40xx 系列集成開(kāi)關(guān)以及本應用手冊提出的設計程序,能夠使一個(gè)基本的電源設計任務(wù)簡(jiǎn)化。本應用手冊一步一步的將指導你設計電源。
2）典型電路
在下面的圖1 中顯示了一個(gè)典型的單路輸出的離線(xiàn)式電源。此電路將作為本應用手冊中提出的設計程序的參考電路。這個(gè)電路可用于所有的IRIS 器件，但是如果輸入是直流電壓時(shí)，顯而易見(jiàn)就不需要整流橋DB1。
本電路在電壓控制回路中使用精密電壓基準調節器LM431 來(lái)獲得較好的精確度，但是在后面將會(huì )看到對于不同性?xún)r(jià)比特點(diǎn)的場(chǎng)合還有其它用作調節的可供選擇的方法。
這個(gè)電路給出了由電感L1 和電容C1 組成的輸入EMI 濾波器。這兒不包含這些元件的值和計算，但是有許多對濾波器設計有幫助的出版物，必須注意到你需要濾出的最低頻率是設計中IRIS 部分的最小工作頻率。
3）設計步驟
3.1）定義電源參數
第一步就是定義所設計電源的參數，如下所示：
|
1）最小交流輸入電壓 |
VACmin | ||
|
2）最大交流輸入電壓 |
VACmax | ||
|
3）電源頻率 |
fAC | ||
|
4）直流總線(xiàn)紋波電壓 |
VDCRIPPLE | ||
|
5）主輸出電壓 |
Vo1 | ||
|
6）主輸出的滿(mǎn)載電流 |
Io1 | ||
|
7）主輸出的紋波電壓 |
Vo1RIPPLE | ||
|
8）輔助電源 |
VCC |
（在16-20V 范圍內選擇） | |
|
9）附加的輸出電壓 |
Vo2..VoN |
（N=4 時(shí)是4 路輸出電源） | |
|
10）附加輸出的滿(mǎn)載電流 |
Io2..IoN |
| |
|
11）附加輸出的紋波電壓 |
Vo2RIPPLE..VoNRIPPLE | ||
|
12）主輸出的精確度 |
Vo1TOL | ||
|
13）主輸出的調整率 |
Vo1REG | ||
|
14）估計效率 |
η | ||
|
15）光耦增益 |
GOC |
(推薦GOC=1) | |
|
3.2) 選擇所用IRIS 的序列號 |
| ||
|
序列號 |
額定電壓值（V） |
最大輸出功率（W） |
Rdson（歐姆） |
|
IRIS4007（K） |
200 |
30 |
0.4 |
|
IRIS4011（K） |
650 |
60 |
3.9 |
|
IRIS4013（K） |
650 |
120 |
1.95 |
|
IRIS4015（K） |
650 |
180 |
0.9 |
AN1025
使用上表選擇適合應用的器件，可根據下面的提示：DC 輸入最大到200V——選用200V 的器件AC 輸入最大到200V——選用200V 的器件全電壓范圍輸入——選用650V 的器件200-240VAC 輸入——選用650V 的器件{{分頁(yè)}}
注：選擇使用達到或接近它的最大額定功率的器件時(shí)需要一個(gè)很大的散熱器，如果受空間的或空氣流動(dòng)的限制，應降額使用，減小功率約為最大值的一半，例如對于一個(gè)60W 的適配器選用IRIS403（K）比用IRIS4011（K）要好。
3.3）定義IRIS 的工作參數
現在我們需要對上一步所選擇的IRIS 器件定義一些工作參數。所需要的參
|
數如下： | ||
|
1）最小工作頻率 |
fmin | |
|
2）最大占空比 |
Dm | |
|
3）并聯(lián)諧振電容值 |
Cres |
（所用值范圍47pf-1nF） |
3.4）設計變壓器（T1）
參考AN1024a“應用IRIS40xx 系列的反激式變壓器設計”，也可訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)站利用IRIStran.xls 軟件設計。
3.5）輸入二極管橋（DB1）利用下面的公式選擇輸入橋：
此處PO 是在3.4)中所計算的最大輸出功率。
COSϕ是功率因數，假定為0.6。結果IINrms 是二極管橋的最小額定電流。
計算結果VDCmax 給出了二極管橋的最小額定電壓值，一般地，對于230V 的輸入選用600V，世界通用輸入選用800V。
3.6）輸入濾波電容（C2）
為了計算輸入濾波電容，我們需要先計算最小火線(xiàn)電壓時(shí)的直流總線(xiàn)峰值電壓，然后通過(guò)計算放電時(shí)間和電路中的均方根電流，我們能夠計算出所需的電容值。
放電時(shí)間
這兒我們假定在最壞情況下，電容在從一個(gè)峰值電壓到下一個(gè)相鄰全波整流峰值電壓到來(lái)之前必須保持所需的電荷。它比實(shí)際所需要長(cháng)，但是所給的電容保守值有益于改善電壓紋波。
此處VDCRIPPE 是開(kāi)始所指定的值它給出了電容值，由3.5)節計算的VDCmax 可以獲得額定電壓值。
3.7）輸出整流（D6，D2）
在不連續反激電源中的輸出整流管要承受很高的峰值和均方根電流。峰值反向電壓是最大輸入電壓和變壓器匝比的函數。
最小額定電流Isrms 是3.4）節中所計算的值。
VDrev 是二極管的最小額定電壓。在反激變換器中大部分的功耗通常來(lái)源于輸出整流管，因此對主要的大功率輸出，設計時(shí)應選用肖特基二極管可以減小導通損耗。輔助繞組和次要的低功率繞組通?？梢杂梅浅Ｐ〉目焖匍_(kāi)關(guān)二極管，例如1N4148，它的選擇依賴(lài)于所計算的額定電流和電壓。
3.8）輸出電容（C7）
在高峰值電流的不連續設計中，反激電路中的輸出電容要承受很高的均方根和紋波電流，因此需要注意所指定的電容值完全合適以確保不會(huì )危及可靠性和壽命。
選擇輸出電容時(shí)有一些重要的因素。它們是：
1）電容容量值2）紋波電流3）低的ESR 4）工作溫度（85
評論