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印象---飞兆FPS反激隔离电源设计

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zhaohua2764
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  • 2012-11-21 14:07:54
自我学习,借网站,写个学习笔记。
1、做开关电源,不是我的主业,其实我也没有主业,所以和多数人一样不知何去何从。
2、名为世纪电源网,然本站内容绝大部份面向于开关电源设计,而且最多的还是面向反激式电源设计,不得不说是个遗憾。
3、环路补偿,怎么个补偿法,看了许多,云里雾里。
4、有实践经验的贴子,跟着步子走就行了,可是来个经验数据,不知其所出,也不知所谓何物;理论的贴子,深入细致,然各人水平不同,理解偏差、错误在所难免。
5、非以初入门的人士的眼光和理解去写入门贴,注定问题多多。
6、非以全局的观念去诠释主题要旨,如此深入末节,而不知“出路”在哪里。
本人,就是初入门学习开关电源者,或者还没入门;然站在入门者的角度写下去,可能会有不一样的效果和体会也未可知。
首先,以飞兆FPS反激隔离电源设计为例子,学习反激式开关电源的设计。例子,来自原厂技术人员编写。或许,弄个贴子,一个字一句话地写,可能更能加深自己对电源设计的印象----名为印象贴,就是如此。如有问题,请向站内大师提问,我们共同学习。
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ht_lb@126.com
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  • 2012-11-21 14:14:06
 
抢个沙发 听课
zhaohua2764
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  • 2012-11-21 14:19:44
 
写此贴,一是向原厂技术人员学习,二是向本站内各位大师和老师学习。
所以说,若是学习本贴,实是无从谈起。如题,就是印象贴而已。
zhaohua2764
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  • 2012-11-21 16:09:34
 
起手式:离线式(off-line)开关电源,进行AC/DC变换的时候,MOS管选650伏,700伏或是800伏等等,是谁定的,又是怎么定的?低了会怎样,高了又会怎样?
zhaohua2764
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  • 2012-11-21 16:22:42
 
先不急着算这个值,作者原话及用到的简化的原理图:


hsw113
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  • 2012-11-21 16:32:51
 
mark...
zhaohua2764
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  • 2012-11-21 16:35:20
 
文中指出,FPS系列IC集成了MOSFET和PWM控制器,因此SMPS的设计比分立型的MOSFET加PWM控制器解决方案要容易得多。文中针对基于FPS的反激式隔离AC/DC转换器的步进式设计程序,包括变压器设计、输出滤波器设计、元件选择和反馈闭合环路设计。文中介绍的设计程序还可以由一个软件设计工具(FPS设计助手)来实现。
第一步,确定系统规格
这个是设计的输入,谁提出的?这个是顾客的要求,这是所有设计起点。
什么是质量?----“质量”是指一组固有特性满足要求的程度。这里,“固有特性”是指某事物本来就有的永久性的特性;“要求”既包括明示的需求或期望,也包括隐含的需求或期望。
ht_lb@126.com
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  • 2012-11-21 16:39:48
 
zhaohua2764
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  • 2012-11-21 16:44:12
 
呵呵。。借此把“质量”解释一下,ISO质量程序中用。
daxia4540827
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  • 2012-11-22 13:19:05
 
zhaohua2764
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  • 2012-11-21 16:45:58
 
zhaohua2764
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  • 2012-11-21 16:58:20
 
输入电压范围,那要看我们应用的场合和市场,市电通常分为三类(当然可能还有其它规格和要求):一类是110伏的系统,第二类是220伏的系统,第三类是通用全电压范围。严格来说第三类是不存在的,只不过出于市场、成本、现实的电网状况考虑,弄出个第三类出来。就如110伏系统,也有可能有的国家采用的100伏,110伏,120伏等等,都统称110伏系统了,当然220伏系统也一样。一般而言110伏系统采用电网频率fL为60HZ(对应NTSC制式彩色电视机场频为
60HZ)。
220伏系统采用电网频率fL为50HZ(对应PAL制式彩色电视机场频为 50HZ)。一般设计宽的要求频率是47--63HZ。至于电压,可以参考有关资料,各个国家额定电压,频率,电压变化范围都不相同。开关电源的设计,需要确定最低电网电压及最高电网电压。最大输出功率,是顾客的要求,市场或设备的要求等。估计效率可按文中所述选择,这是个估算值,应该是比较保守的值。
zhaohua2764
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  • 2012-11-21 20:22:11
 
图解输入直流电压的纹波,以及计算输入直流电压(整流后的电压)的最大值及最小值。


yuguang
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  • 2012-11-22 19:36:24
  • 倒数6
 
质量:实用性和符合性的结合;而有了规格后,我们更关注的是符合性。
zhaohua2764
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  • 2012-11-22 20:00:51
  • 倒数3
 
这个“符合性”是自我声明的吗?满足"符合性“的产品是否就合格呢?
呵呵。。这个问题有点拗。
zhaohua2764
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  • 2012-11-21 20:44:34
 
以上部份,可以通过软件,填写表格实现:
表格中,蓝色部份,是我们要填写的给定部份;红色部份是软件计算值,不可更改。
我现在的例子是:输入85V-265VAC,输出:12V/1A,电网频率:50HZ,效率假定80%
得到电容值是68UF,但指向这个栏时,软件会提示你可取:2-3UF/W(经验值)
多组输出时有个Kl(n)这个参数,意义如下


zhaohua2764
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  • 2012-11-21 20:49:38
 
对应的电路如下所示,就是输入部份规格,到整流得到直流。

ht_lb@126.com
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  • 2012-11-21 20:51:19
 
过来支持
zhaohua2764
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总工程师
  • 2012-11-21 20:55:17
 
加深印象。 纸上得
终觉浅,
知此事要躬行
zhaohua2764
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  • 2012-11-22 12:40:31
 
确定最大占空比,从式中可以看出,由于最大占空比不大于0.5,所以反射电压比输入最小直流电压要低。式(7)是个标称值,实际选取,后面有介绍。

ht_lb@126.com
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  • 2012-11-22 12:45:25
 
顶你一下吧
zhaohua2764
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  • 2012-11-22 13:37:40
 
估计写得人多了吧,习以为常了。然而学习者,还是乐此不彼地问。
算最低电压干什么?主要是计算最大占空比。
算最高电压干什么?主要是算MOS管受到的应力。
算输入电容干什么?主要是确定纹波电压,以及最高输入电压。
要假定电源效率干什么?主要是计算输入功率。
要输入功率干什么?下面公式,主要计算初级电感量以及初级平均电流和波形平均电流
zhaohua2764
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  • 2012-11-22 13:53:33
 
在这个计算中,已经考虑了波形因数的公式:


yuguang
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  • 2012-11-22 19:26:18
  • 倒数9
 
文档说明:电感公式适用于两种工作模式;似乎没有什么问题?
因公式背后的理论基础是能量守恒;
zhaohua2764
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  • 2012-11-22 19:55:54
  • 倒数5
 
似乎是讲了适用性。然而对DCM,又没明确讲,最大占空比能否超过50%。
zhaohua2764
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  • 2012-11-22 13:58:16
 
先看看波形如下:
其中:

这个2怎么来的?实际上是delta I/2 然后再除以IEDC
zhaohua2764
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  • 2012-11-22 14:06:11
 
I[sub]EDC 和delta I分别为:[/sub]
[sub]
[/sub]
yuguang
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  • 2012-11-22 19:30:36
  • 倒数8
 
文档讲:特定CCM,建议0.5以下,为了避免...
是否言外之意:不是不可以,只是不建议,只要避免的情况得到解决或者满足不会发生的条件,就没有关系.
zhaohua2764
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  • 2012-11-22 14:15:38
 
在式(11)中,如果不除以DMAX,可以看作是输入直流的平均值;除了之后可以看作是波形的两个点IP1,及IP2的平均值(在图中没标出IP1及IP2)。 IP2其实就是IPEAK,在式(8)中没有按临界模式推导。

zhaohua2764
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  • 2012-11-22 14:25:02
 
计算初级峰值最大电流干什么?这个主要计算功率管的电流应力.
计算初级电流有效值干什么?这个主要计算管子的功耗以及为选择合适功率管提供依据。
zhaohua2764
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  • 2012-11-22 14:58:52
  • 倒数10
 
问题探讨:一、从文档中看来,由式11及式12,以及K[sub]RF[/sub]的定义可以得到式8;是否可以认为,式11及12,在CCM及DCM模式都成立,推导到式8,也是成立的?(从文档中看来是如此,请大师确认一下!)
二、注意到第三步的公式(6),提到连续模式占空比最大不超过0.5那么在非连续模式,是否有更大的占空比也是可以的,同样式11,式12,式8,这时也是成立的?请大师解答一下!
yuguang
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  • 2012-11-22 19:59:44
  • 倒数4
 
这两个问题,文档或者你能展开谈谈吗?
1.根据电压应力来选择多少伏的管子似乎容易一些;
2.我们计算出来峰值电流和有效值后,我们如何根据两者来选择适合的管子?
yuguang
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  • 2012-11-22 19:31:24
  • 倒数7
 

"2、名为世纪电源网,然本站内容绝大部份面向于开关电源设计,而且最多的还是面向反激式电源设计,不得不说是个遗憾。
3、环路补偿,怎么个补偿法,看了许多,云里雾里。
4、有实践经验的贴子,跟着步子走就行了,可是来个经验数据,不知其所出,也不知所谓何物;理论的贴子,深入细致,然各人水平不同,理解偏差、错误在所难免。"

1.电源网,绝大部分面向开关电源再正常不过了;而最多面向反激;楼主的话题也是反激,
所以这种存在应该也有其合理的成分;
2.环路补偿,也许大家都没有搞清楚,也许这本身就是一个还没有搞清楚的问题;
3.其实任何一个帖子或者任何一个人,无论实践经验指导亦或理论解释深入细致,能够做到这其中的一点就很不错了;
zhaohua2764
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  • 2012-11-22 20:23:24
  • 倒数2
 
坛子中,应该是有不少贴子介绍,我也没深入看下去。
大体上,有效值对应于发热。功率管的损耗,主要是开关损耗和导通损耗。导通损耗比较好理解,和电阻的发热计算差不多。开关损耗看来比较麻烦,硬开关重叠区怎么描述?另外一方面,还有个驱动损耗的问题,这个公式比较明确,就是电压、电荷、频率的积。不过,最终的导通损耗到底是多少,这又和温度有关,但损耗又影响温度,形成和外界的散热平衡。所以期待算一次得到温升,似乎是不可能的,因为这本是个迭代算法。但可以给它一个期望温升,不超过这个值,那么一次计算,似乎也可行。至于电流应力,在给定的目前的工艺条件下,结合可靠性,理论的分析我是不知道的,但经验值还是有不少介绍的。DCM模式,看似平均值不大,然而有效值并不小,这句话怎么理解?
yuguang
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  • 2012-11-22 21:06:12
  • 倒数1
 
我的理解,这句话只是相对而言:
DCM模式如和CCM模式一样的平均电流,DCM有效值更大些,
或者相同的有效值,DCM平均值更小些...
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