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基于UC3842设计的开关电源

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clx941223
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LV6
高级工程师
  • 2012-8-31 15:17:30
接触时间:2009
设计项目:高位取能开关电源
使用TI产品及设计过程:下面要说的就是我的设计过程,整理了下,希望你们能看得懂!
一、电源模块用于某电力系统中,为该电力系统弱电供电电路单元,设计要求大体如下:
二、1:输入电压与条件:DC650V-1500V,输入源为一大电容,可以等效为一电压源,在输入电压范围内不会较快地从最低电压波动到最高电压,即输入电压是从650V开始增长,逐渐增大至1500V,但可能会有不超过5%输入电压的纹波存在(最高电压不会超过1500V),以及高电压环境下的电磁干扰输入。

2:输出规格要求:要求隔离输出15V/2A,电压误差小于5%,瞬态电流能够大于10A输出的能力,动态响应能够大于10A/uS
3:保护:要求电源有过压保护,有输出过流保护功能,过流响应时间小于20uS
4:耐压要求:要求输入输出之间耐压大于2500AC/1minDC4000V/1min
5:效率:电源工作效率要求大于等于85%,自然冷却散热。
6:工作温度范围:电源可以持续48小时满载工作在零下20度到零上70度的环境温度中。
7:工作湿度范围:能够在不小于相对湿度50%的环境中连续空载工作24小时。
二、设计前可能碰到的困难问题
1、绝缘问题:绝缘在电源可靠工作的时候保证电气间距,1500伏时PCB安全爬电间距在15毫米以上,实际上工作时VOR(反射电压)会达到2000伏左右,板路在这时需要开具空气隔离槽,相应得成品机械强度会降低,此时需要辅助的固定材料。
2、安全要求的材质:鉴于以上的要求,需要变压器的漆包线、半导体材料、固定材料的选择上面很窄,非专业的应用将带来不可预知的后果。
3、电压比较高,且范围比较宽输入电压与条件:DC650V-1500V,占空比变化比较大。
三、设计思路
介于电路的整体功率几十瓦,因此在选择拓扑结构式优先采用了反激式拓扑结构,控制芯片采用TI公司的UC3842,开关频率90K。在设计中开关mos的选择比较困难,因为输入电压最高可达1500V,对于这个电压级别的开关管来说,很难找到,最后选择IXYSHigh Voltage MOS IXTH 1N250作为开关管。变压器采用EI28的骨架,并且在绕制变压器的时候特别要注意层间绝缘问题。考虑在输入电压高端时候UC3842启动电阻损耗过高的问题,因此在650V启动电源完毕后,采用继电器来切换启动电路电阻大小。
四、电源原理图及PCB


五、设计中遇到问题及解决方法
1、输入电压高端时,UC3842芯片启动电阻损耗问题比较严重,甚至烧毁。因此增加继电器切换启动电阻。继电器2-7PIN为常闭触点,短接电阻R7(30M)继电器线圈接输出15V,输入电压未650V时,当输出电压15V建立后,2-7PIN断开,R7电阻投入电路中,使得启动电阻加大,减小损耗。输出15V消失后,R7又重新被短路。
2、由于高压,变压器制作比较困难,普通绕组的变压器绝缘无法达到要求,因此后来选择一家军工(代加工民用产品)企业绕制完成,给后期带来一定的麻烦。

您的感想:虽然设计中还有一些不足,但是个人感觉TI的芯片很适合设计开关电源.
YTDFWANGWEI
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版主
  • 2012-8-31 16:19:38
 
1500V输入的电源,很少见的,赞一个。
Bodoni
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LV10
总工程师
  • 2012-9-5 13:30:20
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抄袭?
是否同一个人?
在这个链接,7月31日发的贴
https://www.deyisupport.com/question_answer/f/24/t/10067.aspx?PageIndex=5
作者 geng liu
clx941223
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LV6
高级工程师
  • 2012-9-7 20:06:27
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当然
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LV10
总工程师
  • 2012-9-7 20:19:31
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图看不清,作者能上个更清楚点的吗?想学习一下!
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LV10
总工程师
  • 2012-9-7 20:25:15
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作者给个清楚的图吧,很想学习您的这款电路!!!
clx941223
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LV6
高级工程师
  • 2012-9-7 20:31:20
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加我QQ,明天发给你,有点事,要出去下
clx941223
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LV6
高级工程师
  • 2012-9-7 20:31:35
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272074440
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LV10
总工程师
  • 2012-9-7 20:50:46
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呵呵,还是直接发到网站上大家一起学习吧,期待呀!!!
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LV10
总工程师
  • 2012-9-8 17:09:31
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楼主,传个清晰的图吧,我还等着呢!!!
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LV10
总工程师
  • 2012-9-11 12:52:24
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楼主,你还没有上传清晰一点的图片呀,我还等着你那!
qq1198238803
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LV6
高级工程师
最新回复
  • 2012-9-12 12:25:48
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这个 图不太好看呀...楼主 里面使用了 其他器件没写出来呀.不好理解设计的比较密集..散热估计不是很好..功率太大了呀..现在 都用不上
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