开关电源在整个电路设计中非常非常重要,涉及到的理论知识也很多,在设计的时候要考虑到很多地方,这一章我们的角度来看下常用的反激式开关电源。
反激,是指开关管导通时,高频变压器T初级绕组工作状态与次级绕组工作状态相反,如下图为单端式反激开关电源,当mos管导通时,变压器T初级绕组上正下负,次级绕组上负下正,二极管D1截至,变压器T初级绕组储能;当mos管截至时,由于变压器T初级绕组中存在反电动势,需要释放能量,变压器T初级绕组上负下正,次级绕组上正下负,二极管D1导通给滤波电容储能后输出。
一般采用保险管保护,当工作电流过大时可直接切断电路,保护后级电路防止损坏。
浪涌保护有个需要注意的几点,我们要区分好所要面对的浪涌干扰是浪涌电流还是浪涌电压,如果是浪涌电压的话我们大家可以使用压敏电阻或者tvs管来防护,但是浪涌电流不可以用压敏电阻,压敏电阻能吸收很大的浪涌电压,但是他承受不了持续大点的电流,所以一般都是用来过滤瞬态浪涌电压,我们大家可以通过热敏电阻来抑制浪涌电流,浪涌电流一般是在电路启动的瞬间会产生。
电磁干扰主要是差模干扰和共模干扰,电气设备对外的干扰多以共模干扰为主,外来的干扰也多以共模干扰为主,共模干扰本身一般不会对设备产生危害,但是如果共模干扰转变为差模干扰,干扰就严重了,因为有用信号都是差模信号。
在防护电路中,差模干扰主要是在电路中引入差模电容(x电容),差模电容提供最短的路径,使差模干扰信号被旁路过滤,从而抑制差模干扰的产生。共模干扰主要是通过电容(Y电容)和电感来滤除共模干扰,在emc防护电路中,共模干扰的影响尤其重要,除了通过电容(Y电容)和电感滤除干扰还能够最终靠对信号线路进行屏蔽,在PCB 板上大面积铺地降低地线阻抗来减少共模信号强度等方法。
整流我们一般都是直接通过整流桥来进行整流,在设计的时候如果是自己搭建整流桥的话要考虑好二极管的耐压,但是我们通过整流后得到的电压波形是一个类似馒头波的波形,不够平滑,我们应该通过电容的充放电原理来对其进行修正。
这里我选用的是TOP266VG,通过检验测试控制脚C引脚的电压情况从而来控制内部mos管的导通情况,从而控制DS极内部导通情况。
①当D极和S极内部导通形成回路时,变压器初级绕组同名端为副极,次级绕组同名端为副极,二极管D8,D5不导通;
②当D极和S极内部截至时,由于初级绕组存在反电动势需要释放,此时初级绕组同名端为正极,次级绕组同名端为正极,二极管D8导通后给经过滤波电容后输出。
变压器内部是由线圈和磁性组成,当变压器初级绕组回路断开时,由于初级绕组存在反电动势需要释放,此时初级绕组上负下正,电流流经二极管D5后先给电容C7充电,然后电容再通过电阻R9放电,利用TVS管可以将电容C7的放电电压控制在一个范围里。
光耦反馈电路主要是做一个隔离反馈,当检测到输出电压超过12V时,通过光耦隔离反馈给电源管理芯片从而去执行相应的动作。
该电路主要由光耦EL817和稳压器TL431组成,12V电压通过电阻R19,R20,R18分压后给TL431提供基准电压,当输出超过12V时,TL431基准电压大于2.5V,TL431内部导通,此时的电流流向为12V—>
R16—>
EL817原边—>
TL431—>
GND,则EL817副边导通输出反馈信号。
当输出电压小于12V时,TL431基准电压小于2.5V,TL431内部截至,此时电路的电流流向为下图所示。
PCB绘制大致如此,嘉立创打散热孔太麻烦了,我就没打散热孔,大致如此,PCB设计感觉还不是非常好,希望各位大佬指导指导。
这一章主要讲了一下反激式开关电源的简单设计,第一次设计开关电源,希望各位大佬能指出其中的问题。