逆向思維設計開關電源,采用與一般教科書相反的設計思路,重要的是思想。
模塊化設計開關電源,全方位精確計算主電路模塊、控制電路模塊、環路模塊、EMI模塊。
以反激為例,采用mathcad軟件全面精確計算,如何最優化設計之?
環路部分請參看下帖:
【我是工程師】精確計算開關電源-環路是如何計算出來的?
http://www.daogou-taobao.cn/bbs/1508321.html
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AC-DC部分:首先要確定母線電解電容的容值。
這個怎么選?有些人會根據經驗選擇輸出功率的3倍作為容值,比如輸出30W,就選100uF的電容(30*3=90uF)。這樣選擇,誤差較大,而且僅適合全輸入電壓范圍的電源,如果不是全輸入電壓范圍,就無參考意義。
這里根據等效原理圖來計算如何選擇,如下圖:
1、整流橋導通區:當輸入電流大于0A時,即ii>0A時,輸入電壓源通過D1、D2(負半周為D3、D4)給電容C充電,同時給恒功率負載供電,所以ug=|ui|=2^0.5*Ui*sin(2*3.14*f*t);
2、整流橋截至區:當輸入電壓的絕對值小于母線電壓時,即|ui|
具體計算過程如下:
1、假定C的容值;
2、計算由導通區轉為截至區的時刻t0(即輸入電流=0A的時刻)與此時刻的ug(ug0),根據方程:ii=ic+ig=C*dug/dt+Pi/ug=0A;
3、計算截至區的時間△t=t1-t0與t1時刻的ug(ug1),根據方程:
0.5*C*(ug1^2-ug0^2)=Pi*△t;其中ug1=2^0.5*Ui*sin(2*3.14*f*t1);
4、根據母線波谷電壓ug1與紋波電壓△ug=2^0.5*Ui-ug1,判斷所選C是否合適。
示意波形圖如下,示意波形圖取自saber軟件:
母線波谷電壓ug1過小,會導致占空比變化過大,使電源無法正常工作。
母線紋波電壓△ug過大,會導致輸出電壓紋波過大。
而反之,則需要使用更大容量的電解電容,導致電源成本上升。
綜上,需要折衷考慮。