電源聯(lián)盟---高可靠電源行業(yè)第一自媒體 在這里有電源技術(shù)干貨、電源行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析,、最新電源產(chǎn)品介紹,、眾多電源達(dá)人與您分享電源技術(shù)經(jīng)驗(yàn),關(guān)注我們,搜索微信公眾號(hào):Power-union,,與中國(guó)電源行業(yè)共成長(zhǎng),! 開(kāi)關(guān)電源中輸出濾波電感的設(shè)計(jì)計(jì)算 開(kāi)關(guān)電源次級(jí)線圈上的輸出電壓Uo是脈沖狀態(tài)(圖一),要使脈沖方波變成可供電路使用的直流電,,還需要對(duì)它進(jìn)行平滑處理,,常用的平滑電路由整流二極管、濾波電容,、濾波電感構(gòu)成,。(圖二) 1、平滑處理原理 (圖二)中電感L在電路中既有儲(chǔ)能作用,,且對(duì)交流成分呈高阻抗,,能阻止交流成分通過(guò)。電容C1—C4對(duì)交流信號(hào)呈低阻抗,,允許交流成分通過(guò),,而對(duì)直流呈高阻抗,而阻止直流通過(guò),。 感抗: XL=2πfL 電感對(duì)高頻成分呈高阻抗,,感抗越大,對(duì)高頻信號(hào)的電抗電壓越大,,阻止高頻成分通過(guò)的能力越強(qiáng),。 容抗:XC=1/2πfC 電容對(duì)直流呈高阻抗,能阻止直流通過(guò),,對(duì)交流成分呈低阻抗,,容抗越小,交流成分就越容易通過(guò),。 (圖二)中LC的乘積越大對(duì)高頻成分的平滑作用越好,。為求得最佳電感量,可按下節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,。 2,、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源輸出的紋波噪聲 平滑濾波后開(kāi)關(guān)電源輸出波形(圖三),不難看出,,經(jīng)過(guò)(圖二)電路平滑后的直流輸出中包含了一定的紋波噪聲,。它分兩部分: 紋波:與初級(jí)輸入工頻頻率和開(kāi)關(guān)頻率同步的波形即為紋波。 噪聲:在紋波上的針狀毛刺就是噪聲,。 兩類(lèi)波合在一起稱為:紋波噪聲,。 3、輸出平滑處理電路中電感L的設(shè)計(jì)計(jì)算 電感L的計(jì)算有如下一些公式: 流過(guò)電感L的紋波電流△Il為輸出電流Io的2%~5%,即: 4,、計(jì)算實(shí)例 輸出電壓 Vo=5V 10%± 輸出電流 Io=20A 開(kāi)關(guān)頻率 F=200KHz 占空比 D=0.42 開(kāi)關(guān)周期:T=1/F=1/200×103=5μs 最大導(dǎo)通時(shí)間:Ton max=TD=5×0.42=2.1μS 輸出最大直流電壓: Vo max=5×10%=5.5 V 次級(jí)線圈上的最小電壓:Umin=5×(5.5+0.2+0.4)/2.1=14.5V 在一般情況下,,濾波電感中通過(guò)的電流△Il的值是Io的2%~5%本例取5% 根據(jù)式②L△Il= Ton max(Umin -Vf-Vomax)/△Il=2.1(14.5-0.4-5.5)/1=18.06μH 取整L=18μH通過(guò)的電流為20A,。 當(dāng)Io<1A時(shí),可采用非晶合金磁性材料制成的磁珠,,套在整流管的輸出端引線上,,形成電感,而電流大于1A時(shí),,則應(yīng)選用磁芯或磁環(huán)繞制,。為減少電感直流電阻、降低損耗,、減少電感發(fā)熱,繞制濾波電感用的漆包線的電流密度J應(yīng)按較小值,。本例J=4A/mm2,,即漆包線線裸線直徑d=20÷4=5.0mm2 本例濾波電感導(dǎo)線粗,選用D=50mm的MOX磁環(huán),,每匝大約對(duì)應(yīng)3μH,,但因磁環(huán)性能的差異,繞制時(shí)要由測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)確定電感量,。 注:濾波電感壓降Vl=0.2 V 由設(shè)計(jì)師確定,,為減小電感損耗,濾波電感上的電壓降應(yīng)小于0.5V,,本例取0.2V 電源聯(lián)盟---高可靠電源行業(yè)第一自媒體 |
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