新聞資訊
/行業新聞
電源輸入電壓都有一定范圍,如我國電網電壓為220VAC,其輸入范圍的要求為165-264VAC,為了兼容歐標的110VAC,通常電源輸入電壓范圍為85-264VAC。在DC-DC直流開關電源應用中,通常也有多個輸入母線的類別,如通信行業一般為48VDC輸入,其范圍為36-75VDC。工業控制行業一般為24VDC和12VDC,24V輸入的范圍為18-36VDC,12VDC輸入的范圍為9-18VDC,鐵路行業的母線為110VDC,輸入電壓范圍為66-160VDC。
有時還會發現介于它們之間的電壓,但是由于成本原因,電源廠家通常不愿意為每種輸入電壓開發不同的電源。所以要求電源輸入范圍寬,下面說說如何設計一種具有寬輸入電壓范圍的電源。
該要求為19至265VAC和19至375VDC的小功率反激式轉換器(在500mW的范圍內),小功率反激式參考設計需要具備兩路輸出。一個輸出軌提供微控制器與模擬電路(電流為15mA時電壓為5.0V),另一個輸出軌則在電流為40mA時提供12V的電壓以控制繼電器。因為輸入和兩路輸出需要2.5kV的隔離電壓,所以首先想到了結構簡單、廣為人知的反激式轉換器。
上圖為轉換器原理圖,有輸入濾波器、整流器、啟動電路以及次級側上的控制器線性穩壓器等。
寬輸入電壓范圍不僅對控制器來說是個挑戰,對該變壓器的設計而言也是一大難題。對于小功率應用,反激式轉換器經過設計要能在非連續導通模式(DCCM)下工作,以便實現小的解決方案尺寸,因為耦合電感器的電感也比較小。這種運行模式下的峰值電流比連續導通模式(CCM)下的峰值電流大,但它們仍然相對較小,原因是功率很小。對于較大功率的應用,反激式轉換器則通常在CCM模式下工作。乍一看DCCM似乎是適合該反激式設計的模式,輸出功率大約為500mW。
為避免在輸入電壓的上限范圍內出現大的開關損耗,開關頻率應相對較低。在該設計中,它被設置為130kHz,以便讓基波低于電磁干擾(EMI)測量的下限150kHz。如果假定該轉換器只在DCCM模式下工作,那么占空比在這樣一個范圍內從70%直到4%(匝數比為3.58:1,750μH的初級電感)。為了減少組件應力,您應該通過讓匝數比保持不變并將初級電感變為4mH來增加最小占空比?,F在,對于低輸入電壓,該轉換器在CCM模式下運行。對于高輸入電壓,該轉換器則在DCCM模式下運行。