大功率开关电源不同的间接直流变流电路的比较和设计设计

时间:2015-03-27 09:06 来源:未知作者:未知点击:次

大功率开关电源不同的间接直流变流电路的比较

大功率开关电源中高频磁元件的设计

磁性元件在开关电源中的应用

磁性元件是储能、转换及隔离所必备的元件，常把它作为变压器或电感器来使用。

当变压器主要用于电气隔离，能量传递，升降压以及电压电流测量。

当电感器主要用于储能、滤波，抑制电流尖峰，与电容产生谐振，实现软开关。

高频变压器所用磁性材料

磁芯是制造高频变压器的重要组成材料，设计合理、正确地选择磁芯材料参数、结构，对变压器的性能和可靠性以及电源整机的性能至关重要。

一、高频变压器对磁芯材料的要求

具有高的磁感应密度Bs。铁芯尺寸一定时，工作磁感应密度越高，可传输的功率越大。同等功率传输条件下，铁芯的体积和重量可以减少。

具有低的铁损PC。铁损包括磁滞损耗、涡流损耗等。磁阻损耗是由于磁性材料在磁化过程中的不可逆现象造成。其数值正比于磁滞回线的面积。涡流损耗是由于交变磁通在磁芯中产生交流电势而引起涡流所致的损耗。涡流损耗与电阻率成反比。因此，高频变压器应选用磁滞回线窄、电阻率高、密度大的材料。

具有高的磁导率。

大功率开关电源设计的步骤

（1）首先从明确设计性能指标开始，然后根据常规的设计要求选择一种开关电源的拓扑结构、开关工作频率确定设计的难点，依据输出功率的要求选择半导体器件的型号；

（2）变压器和电感线圈的参数计算，磁性材料设计是一个优质的开关电源设计的关键，合理的设计对开关电源的性能指标以及工作可靠性影响极大；

（3）设计选择输出整流器和滤波电容；

（4）选择功率开关的驱动控制方式，最好选用能实现PWM控制的集成电路芯片可利用单片机实现PWM控制；

（5）设计反馈调节电路；

（6）根据设计要求设计过电压、过电流和紧急保护电路；

（7）根据热分析设计散热器；

（8）设计实验电路的阳板和电源的结构，组装、调试，测试所有的性能指标；

（9）根据调试结果进一步优化设计；

（10）再调试，直到满足要求为止。

以上这些步骤，就是设计大功率开关电源的最简易步骤，每一步都是最为精简的。

大功率开关电源是一大类，应用的地方和范围非常多！如低压大电流应用于电镀电源行业，低压小电流应用于普通的充电器如电动车，手机充电器，蓄电池充电器，辅助控制电源，工控机电源，各种低压3V-5V-9V-12V-15V-18V-24V等级的控制板芯片供电电源。电视机，电脑，手机，机床设备，各种机械控制设备，高精仪器仪表的芯片都会用辅助电源供电，均可采用开关电源。另外大功率的开关电源高压开关电源应用于房地产用工业企业使用UPS，EPS，静电喷涂，电泳漆，直流电机，直流电磁铁等很多应用。