本文設(shè)計(jì)的是一種具有超寬輸入電壓范圍(19至265VAC和19至375VDC)的小功率(在500mW的范圍內(nèi))反激式轉(zhuǎn)換器。該小功率反激式參考設(shè)計(jì)需要具備兩路輸出。一個(gè)輸出軌提供微控制器與模擬電路(電流為15mA時(shí)電壓為5.0V);另一個(gè)輸出軌則在電流為40mA時(shí)提供12.0V的電壓以控制繼電器。因?yàn)檩斎牒蛢陕份敵鲂枰?.5kV的隔離電壓,所以筆者首先想到了結(jié)構(gòu)簡單、廣為人知的反激式轉(zhuǎn)換器。
圖1展示了這種轉(zhuǎn)換器——包括輸入濾波器、整流器、啟動(dòng)電路以及次級(jí)側(cè)上的控制器線性穩(wěn)壓器。
寬輸入電壓范圍不僅對控制器來說是個(gè)挑戰(zhàn),對該變壓器的設(shè)計(jì)而言也是一大難題。對于小功率應(yīng)用,反激式轉(zhuǎn)換器經(jīng)過設(shè)計(jì)要能在非連續(xù)導(dǎo)通模式(DCCM)下工作,以便實(shí)現(xiàn)小的解決方案尺寸,因?yàn)轳詈想姼衅鞯碾姼幸脖容^小。這種運(yùn)行模式下的峰值電流比連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)下的峰值電流大——但它們?nèi)匀幌鄬^小,原因是功率很小。對于較大功率的應(yīng)用,反激式轉(zhuǎn)換器則通常在CCM模式下工作。乍一看DCCM似乎是適合該反激式設(shè)計(jì)的模式,輸出功率大約為500mW。
為避免在輸入電壓的上限范圍內(nèi)出現(xiàn)大的開關(guān)損耗,開關(guān)頻率應(yīng)相對較低。在該設(shè)計(jì)中,它被設(shè)置為130kHz,以便讓基波低于電磁干擾(EMI)測量的下限150kHz。如果假定該轉(zhuǎn)換器只在DCCM模式下工作,那么占空比在這樣一個(gè)范圍內(nèi):從70%直到4%(匝數(shù)比為3.58:1,750μH的初級(jí)電感)。為了減少組件應(yīng)力,您應(yīng)該通過讓匝數(shù)比保持不變并將初級(jí)電感變?yōu)?mH來增加最小占空比?,F(xiàn)在,對于低輸入電壓,該轉(zhuǎn)換器在CCM模式下運(yùn)行;對于高輸入電壓,該轉(zhuǎn)換器則在DCCM模式下運(yùn)行。
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