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AC-DC开关电源模块设计的要点说明

来源:开关电源模块厂家   发布时间:2018-12-05   点击量:200

AC-DC开关电源模块

市场上对AC/DC电源的转换效率要求高,满负载效率工作是电源设计的主要因素之一,同时也要提高节能性能,提倡绿色电源。

现在对于小型电源的需求越来越大,即使对一个经验丰富的电源设计师来说,在一个小空间范围内设计1大效率的电源也不是一件容易的事。AC-DC电源在工作状态需要将PFC校正(有源功率因数)、功率半导体焊接到PCB板上、后粘贴在底盘上。并不是使之绝缘用螺栓固定到底盘上,考虑到热粘贴材料的成本,组装成本将会下降。虽然减少了电源的尺寸和设备连接处的温度,但是将平均无故障时间间隔大约增加一倍。AC/DC电源一般把一个非隔离离线升压预转换器用作PFC级,DC输出电压作为下游隔离DC- DC转换器的输入。

以一个300W、12V通用的AC-DC电源为例子,AC-DC开关电源模块厂家,对于300W-500W范围的PFC转换器,应该考虑选择交错式临界传导模式PFC,因为它的效率要高于连续传导模式PFC的控制技术。交错式的PFC是一种可变频率控制算法,在算法中两个PFC升压功率级彼此同步180度错相。

对于隔离式DC-DC转换器可以选择半桥,因为它有两个互补驱动的初级端MOSFET,而且1大漏源电压受限于所加的DC输入电压。LLC通过可变频率控制技术利用与功率水平设计相关的寄生元素来实现ZVS。由于经调节的DC输出只使用电容滤波,所以只适合输出纹波较低、输出电压较高的场合。

对于一个300W、12V的DC-DC转换器,选择AHB是高1效的一种选择。因为它初级电流滞后于变压器的初级电压,可以为两个初级MOSFET的ZVS提供必要条件。类似LLC利用 AHB实现ZVS的能力,取决于对电路寄生元素的透彻了解,比如变压器漏电感、匝间电容和分立式器件的结电容。相比LLC控制中采用的可变频率控制,固定频率可以很大简化次级端自驱动同步整流的任务。

对于300W小型的AHB变压器,解决方案可以采用两个水平磁芯结构:初级端绕组串联和次级端绕组并联。其中一个重要的设计步骤是把AHB变压器中的漏电感量控制在允许范围之内,对于ZVS需要某些特定的漏电感值,对于自驱动SR需要调节时序延迟。

满负载效率主要是由转换器功率水平的传导损耗来决定,想要保持较高的轻载效率,可以考虑采用交错式PFC控制器。

想要在1大负载范围获得1大效率的小型AC/DC电源,需要针对特定的场合,对磁性元件的选择和放置、功率半导体选择、PCB设计、散热器选择以及控制器特性等,全部必须完全协同工作才能实现。

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