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[讨论] 陶显芳老师解答关于反激电源设计方面的问题

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发表于 2017-1-25 18:09:58 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 qwqwqw2088 于 2017-1-25 18:13 编辑

陶显芳,男,1950年2月出生,长期从事电子技术工作,从初中开始,就是一个很执迷的业余无线电爱好者;现担任半导体应用联盟秘书长,精通微波技术、高频技术、视频技术、数字技术,熟悉计算机技术、软件技术、通讯技术、网络技术,从事技术开发三十多年,产品开发经验丰富,技术知识全面,产品开发技术含量高,熟悉各种产品标准和应用技术,以及各种产品生产技术与工艺,技术产品开发成功率高。
   
在技术界有较高的声誉,被多家权威部门授予发明家称号,多次作为嘉宾、技术专家、科学家被邀请参加国内各种高级技术论坛和名人活动,曾任深圳市计算机协会第六届副会长,现任:“中国管理科学研究院”特约研究员,“中国电源学会”专家委员会委员,“半导体应用联盟”秘书长。

以下是陶老师就一些关于反激电源设计的关键问题(时间应该两年前),做出的回答,仅供大家参考参考

疑问1、“初期峰值电流IP 和反激电压VOR 以及最优化的反激电源占空比如何设定”?
反激式开关电源的初、次级线圈产生的反激电压的大小均与开关电源的占空比有关,以及与输入电压有关,在选择开关电源的占空比时,必须考虑,初、级线圈产生的反激电压峰值与工作电压(输入电压)之和不能超过电源开关管耐压Bvmax的0.7倍,根据此条件(Bvmax)就可以计算反激式开关电源在最高输入电压时的最大占空比Dmax。例如,Bvmax为650V的电源开关管,在输入电压为AC260V时,其占空比只能选为0.306左右。
   
疑问2、反激式电源开关频率如何优化选择? VOR反激电压如何优化设置,在什么情况下最合适?匝比如何最优化计算?
反激式开关电源工作频率的选择主要与开关电源的工作效率有关,而开关电源的工作效率又主要与开关电源管、开关变压器的损耗(磁滞损耗和涡流损耗)有关,这两者的损耗均与频率成正比。开关电源管的损耗主要由开通损耗(导通时间损耗)和关断损耗(关断时间损耗)组成,开关电源管的导通时间和关断时间越长,这两个损耗就越大。一般大功率开关电源管的导通时间和关断时间都比小功率开关电源管的导通时间和关断时间长很多,所以大功率开关电源的工作频率一般都取得比较低。在考虑开关电源的工作效率时,如果从开关电源的体积和成本等方面考虑,最好选工作效率为80%左右较为合适,此时,开关电源管的损耗大约占总损耗的50%,开关变压器的损耗大约占总损耗的30%,其余电路的损耗大约占总损耗的20%。开关变压器的匝数比与输入输出电压的比值有关,与开关电源的占空比有关。
   
疑问3、我做的反激式变压器电源输出侧有毛刺,且毛刺的频率和原边开关频率一样,怎么消除毛刺呢?
在次级整流与滤波电容之间串了一个小电感,但电感流过直流时不能饱和,这种电感的磁回路不能用封闭式的,必须要留有很大的气隙。

疑问4、最小直流电压是怎么计算的?我看了好几个版本一直找不到最合适的?
这里我不太明白你说的“最小直流电压”是指哪方面?如果是开关电源的最小输入直流电压,一般可根据最低输入交流电压换算得来,比如,最低输入交流电压为AC100V(有效值),则换算为最低直流输入电压大约为120V(取平均值),因为整流滤波后最大值为140V,最低值为100V,取平均值就是120V。如果最小直流电压为晶体管自激式开关电源的正反馈电压,则此电压最好选为晶体管导通时工作电压的2倍,而留1倍作为可调整的余量用。如果最小直流电压为场效应管驱动电路的最小工作电压,则此工作电压最低不能小于16V,因为,大功率场效应管深度饱和需要的驱动电压都在12V以上(最好为20V)。
   
疑问5、最近在做DC TO DC效率有点低,怎样解决呢?
把工作频率降低,或把电源开关管换成一个高速开关管,另外,还可以把变压器的体积加大,把最大磁通密度(Bm)的取值降低,即把开关变压器初级线圈的匝数增加,因为开关变压器的磁滞损耗和涡流损耗与工作频率成正比,与最大磁通密度增量的平方成正比。
  
疑问6、反馈环路设计以及补偿如何入手?
反馈环路的增益,既不是越大越好,也不是越小越好。当反馈环路的增益过高时,输出电压会围绕着平均值上下波动,增益越高,波动的幅度就越大,严重时会出现振荡;当反馈环路的增益过低时,输出电压又会不稳定。为了使输出电压稳定,但又不发生振荡,一般都把反馈环路分成三个回路来组成,一个回路用来决定微分增益的大小,另一个回路用来决定积分增益的大小,还有一个是决定直流增益的大小。仔细调节这三个反馈环路的增益,就可以实现开关电源既稳定,又不出现振荡。

此帖出自电源技术论坛


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五彩晶圆(中级)

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发表于 2017-1-25 20:24:37 | 显示全部楼层
,“中国电源学会”专家委员会委员

你站稳了, 这聘书, 他们也给我发过一本, 那是2011年的事, 那几年我也每年在千人研讨会上讲两次课. 后来就不玩了, 没意思.

一堆头衔, 能代表他的观点就是正确的? 难怪说中国人奴性强. 我所指出的问题点, 欢迎有人去引陶先生来辩论. 当然了, 如果楼主有维持陶先生错误观点的能力, 也可以代他辩论, 不要搞删贴的手法.
致力于为能源消费弱势群体设计制造经济可靠的电力设备


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maychang

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发表于 2017-1-25 20:29:54 | 显示全部楼层
对疑问2的解答中,这句就不对:“开关变压器的损耗(磁滞损耗和涡流损耗)”。磁滞损耗和涡流损耗是铁芯中的损耗,二者合起来称铁损。开关变压器的铜损绝不可忽略,否则就没有必要在大电流时使用粗导线了。


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maychang

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发表于 2017-1-25 20:44:16 | 显示全部楼层
对疑问5的解答也有些问题。
“把工作频率降低”,工作频率降低后,若要保持同样的输出功率,变压器体积一定要加大,否则变压器过热甚至损坏。不能“另外,还可以把变压器的体积加大”。
另外,“把变压器的体积加大”不一定需要“把开关变压器初级线圈的匝数增加”,因为变压器铁芯截面积加大后,在同样反激脉宽、同样供电电压和同样匝数下,磁密自然降低。如果工作频率改变而变压器体积加大(换大一号铁芯),那么所有参数均需要重新计算。


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