1.輸入電容
1.1電容耐壓
220V 指的是交流電的有效值,實(shí)際上220V的市電電壓是不穩(wěn)定的,一般在176V-264V之前,
所以最大值為峰值264*1.414=373V
1.2輸入電容容值選取
1)輸入電解電容經(jīng)驗(yàn)選取法
當(dāng)輸入電壓為220V±20%(AC176-264V) 時(shí)按照輸出功率選取: w/uF2、當(dāng)輸入電壓為110±20%時(shí)(AC88-132V) 時(shí)按照輸出功率選取: w/ (2-3) uF此時(shí)耐壓 (200V)
2)輸入電解電容容值快速估算
其中:Vmin_p為AC的最小電壓,對(duì)應(yīng)AC176V
2.整流橋的選擇
整流橋的作用就是把輸入交流電壓整形成直流電壓,把正弦波整成饅頭波,由于整流管的單向?qū)щ娦裕谳斎腚妷核矔r(shí)值小于濾波電容上電壓時(shí)整流橋.在這個(gè)時(shí)候是不導(dǎo)通的,使整流橋的電流變成2-3ms左右的窄脈沖。為獲得所需要的整流輸出電流,這個(gè)電流窄脈沖的幅值將會(huì)很高。通常整流橋的額定平均電流應(yīng)該降額使用。
2.1整流橋的電流選擇
選擇整流橋的電流必須大于Ibr
2.2整流橋的耐壓
整流橋的常態(tài)耐壓為輸入電壓的峰值電壓比如AC176-264V的最高峰值為264*根號(hào)下2=373V由于需要考慮在做浪涌 (4級(jí)) 實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,有個(gè)2000V的峰值灌倒輸雖然有壓敏電阻,但壓敏電阻抑制電壓后還有有個(gè)殘余電壓比如471KD10殘壓為775V
3.X電容上的放電電阻
信息技術(shù)設(shè)備的安全,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn): GB4943-2011等同于UL60950摘文如下:
“設(shè)備在設(shè)計(jì)上應(yīng)保證在交流電網(wǎng)電源外部斷接處,盡量減小因接在一次電路中的電容器貯存有電荷而產(chǎn)生的電擊危險(xiǎn).
通過(guò)檢查設(shè)備和有關(guān)的電路圖來(lái)檢驗(yàn)其是否合格.檢查時(shí)考慮到斷開(kāi)電源時(shí)通/斷開(kāi)關(guān)可能處于任一位置如果設(shè)備中有任何電容器,其標(biāo)明的或標(biāo)稱(chēng)的容量超過(guò) 0.1uF,而且接在一次電路上,但該電容器的放電時(shí)間常數(shù)不超過(guò)下列規(guī)定值,則應(yīng)認(rèn)為設(shè)備是合格的:
一對(duì) A 型可插式設(shè)備,1S;和一對(duì)永久性連接式設(shè)備和 B 型可插式設(shè)備,10s.
有關(guān)時(shí)間常數(shù)是指等效電容量(uF)和等效放電電阻值(M )的乘積如果測(cè)定等效電容量和電阻值有困難,則可以在外部斷接點(diǎn)測(cè)量電壓衰減.
注:在經(jīng)過(guò)一段等于一個(gè)時(shí)間常數(shù)的時(shí)間,電壓將衰減到初始值的 37%.”
X電容的作用是,在1s以?xún)?nèi)放電到原來(lái)電壓的37%,放電時(shí)間可以利用基礎(chǔ)的RC充放電回路計(jì)算.
初始電壓為E的電容C通過(guò)R放電
V0=E,V0為電容上初始電壓
Vt為電容C由R放電,過(guò)時(shí)間t后電容上的電壓
故電容器放電,任意時(shí)刻t,電容上的電壓為:
根據(jù)放電公式求取X電容上的放電電阻
此開(kāi)關(guān)電源的C為兩個(gè)X電容為200N
C=200NF
1s內(nèi)把電放到原電壓的37%
t=1s
Vt=0.37E
則可以快速求出放電電阻
R=5.029MΩ, 選擇R<5.029MΩ
RC=1,選擇時(shí)間常數(shù)RC<1
快速計(jì)算方法:利用RC<1
1、封裝1206
2、電壓Vmax=200V
3、電流Imax=2A
4、功率Pmax=1/4W不超過(guò)一半
5、阻值RC=1,根據(jù)安規(guī)快速計(jì)算
4.EMI電路參數(shù)
4.1關(guān)于X電容和Y電容
1)X電容根據(jù)實(shí)際情況選取,一般功率越大X電容會(huì)更大
2)Y一般會(huì)根據(jù)客戶要求的漏電流來(lái)選取
漏電流、施加電壓頻率、施加電壓幅值客戶都會(huì)給出,或者參照各公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)參考,一般漏電流要求有比較小的比如0.35mA的,也有要求沒(méi)那么嚴(yán)格的比如10mA 電壓一般施加為50Hz,施加電壓幅值一般為2000-3000V左右 .
根據(jù)IEC 60384-14,電容器分為X電容及Y電容
X電容是指跨于L-N之間的電容器2.Y電容是指跨于L-G/N-G之間的電容器(L=Line, N=Neutral, G=Ground)
X電容底下又分為X1,X2,X3,主要差別在于:
1)X1耐高壓大于2.5 kY,小于等于4 kV;
2)X2耐高壓小于等于2.5 kV:
3)X3耐高壓小于等于1.2 kV
Y電容底下又分為Y1,Y2,Y3,Y4,主要差別在于:(耐直流電壓等級(jí))
1)Y1耐高壓大于8 kV:
2)Y2耐高壓大于5 kv;
3)Y3耐高壓 n/a
4)Y4耐高壓大于2.5 kV
4.2共模電感選取
共模電感無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算,但可以計(jì)算其所在濾波器最小的轉(zhuǎn)折頻率來(lái)選取最小電感量
轉(zhuǎn)折頻率必須大于60Hz,必須小于開(kāi)關(guān)頻率
比如CY取2.2N,fin=50Hz,fs=50KHz,則4.6H>Lcm>4.6mH
一般共模電感量越大抑制效果會(huì)更好.
5.RCD吸收電路
變壓器耦合度不可能為100%,因此一定有漏感.引入 RCD 鉗位電路,目的是消耗漏感能量,但不能消耗主勵(lì)磁電感能量, 否則會(huì)降低電路效率。要做到這點(diǎn)必須對(duì)RC 參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì).
5.1先說(shuō)下變壓器漏感的原因.
我們用電橋測(cè)試變壓器漏感時(shí),要短路副邊,測(cè)試原邊得到的電感量則為漏感。你有想過(guò)為什么要短路副邊,這樣測(cè)試的原理是什么?如圖是理想變壓器,理想變壓器遵循以下公式:V2 = N2/N1*V1 N2:副邊的匝數(shù) N1:原邊的匝數(shù).
但實(shí)際中變壓器總是不理想的,總有一部分磁通不參與能量傳遞,在原邊興風(fēng)作浪,產(chǎn)生很多不利影響。這部分不傳遞能量到副邊的磁通產(chǎn)生的電感就是漏感,實(shí)際變壓器的等效圖如下:
等效圖中漏感總是繞組串聯(lián)的。為了測(cè)量繞組的電感量,我們使用電橋施加一定的頻率一定的電壓進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量原理如下:
假如在原邊施加1V的測(cè)量電壓,變壓器的匝比是2:1,則副邊的電壓為0.5V,這是變壓器原理。原邊測(cè)得的總的電感包含了漏感。為了測(cè)量漏感,要想法使主電感LP為零,然后測(cè)量得到的就是漏感。但是如何使主電感量為零呢 方法其實(shí)很簡(jiǎn)單,比如要測(cè)量原邊的漏感則短路副邊,那短路副邊后為何就能測(cè)得原邊的漏感呢?如圖:
短路副邊后,副邊的電壓為0V,根據(jù) V2 = N2/N1 * V1 的變壓器公式可知原邊的電壓也一定為0V,由于漏磁通沒(méi)有參與耦合,因此短路副邊后對(duì)漏感沒(méi)有任何影響,此時(shí)從左邊看進(jìn)去測(cè)量得到的電感量就是漏感了.所以漏感是可以測(cè)量的.
5.2再說(shuō)RCD鉗位電路吸收漏感的原理.
1)當(dāng)MOS管Q關(guān)斷時(shí):
二極管D的正極和負(fù)極為Vin+Vor+尖峰電壓 (忽略二極管壓降)
此電壓Vin+Vor+尖峰電壓通過(guò)二極管D給電容C充電,
此時(shí)R和C的下端電壓也為Vin+Vor+尖峰電壓,R和C的上端電壓為Vin
所以: 當(dāng)Q關(guān)斷,MOS管漏極尖峰電壓通過(guò)二極管D給C充電此時(shí)二極管承受的壓差為0.7V,R和C承受的壓差為Vor+尖峰電壓.
反激電源的反射電壓Vor可以通過(guò)以下公式計(jì)算: Vor=Np/Ns*Vo 其中,Vor是反射電壓,Np是原邊的匝數(shù),Ns是副邊的匝數(shù),Vo是輸出電壓。
2)當(dāng)MOS管Q開(kāi)通時(shí),二極管D的正極的電壓為0(忽略MOS管導(dǎo)通壓降)此時(shí)由于電容C上為上半周期存儲(chǔ)的高電壓,此時(shí)二極管上的電壓為上正下負(fù)截止此時(shí)C通過(guò)電阻R放電復(fù)位C上的電壓每個(gè)周期必須復(fù)位所以: 當(dāng)O開(kāi)通,二極管截止,承受反向耐壓Vin+Vor+尖峰電壓.
R和C承受的壓差繼續(xù)為Vor+尖峰電壓.
5.3RCD參數(shù)具體計(jì)算
知道大家不喜歡計(jì)算,先說(shuō)RCD經(jīng)驗(yàn)取值:
1)100V/220V輸入電壓時(shí)R可選5K-220K左右,1-2W封裝
2)220V輸入電壓時(shí)C可選1-10N左右,耐壓選630以上
3)二極管,耐壓不小于MOS,小功率一般選4007,功率更大的電源應(yīng)該選更大功率的二極管 .
4)為了提高效率,需要實(shí)測(cè)更改電容C和電阻R的值.
再說(shuō)實(shí)際計(jì)算.RCD吸收漏感的基本原理為將變壓器漏感儲(chǔ)能轉(zhuǎn)移到箱位電容器中,即:
式中:
IPK為開(kāi)關(guān)管峰值電流;
LK為漏感量,這個(gè)上面說(shuō)了,是可以測(cè)出來(lái)的;
C為要求的電容量;
Vcmax為上面說(shuō)的反射電壓+尖峰電壓
Vcmin為電容放電后的放電壓
開(kāi)始計(jì)算:
Vor為反射電壓,(NP/NS) Vo,就是上圖三角形的a-a ,就是小三角形的底
Vcmax,就是三角形的a,于是有幾何關(guān)系式(三角形相似原理):
Ton/T=Vor/Vcmax
為保證S開(kāi)通時(shí),c上的電壓剛好放到,需滿足
將 (1) 式代入 (2) 式可得:
對(duì)整個(gè)周期RC放電過(guò)程分析,有:
前面說(shuō)了,漏感儲(chǔ)能轉(zhuǎn)移到箱位電容器中,根據(jù)能量守恒:
式中:Ipk為L(zhǎng)k釋能給C的電流峰值,將式(1)、(3)和式(4)代入式(5),得:
綜合式 (3) 可得到:
電阻功率選取依據(jù):
至此,RCD中,R和C的參數(shù)基本說(shuō)清楚了.
二極管的選擇:
最后是選擇 RCD箱位電路的阻斷二極管,通常選擇不能用快速反向恢復(fù)二極管,不然振蕩嚴(yán)重!
額定電流至少為開(kāi)關(guān)管實(shí)際工作電流峰值一半,額定電壓需要不低于直流母線電壓.
-
整流二極管
+關(guān)注
關(guān)注
5文章
345瀏覽量
31147 -
濾波電容
+關(guān)注
關(guān)注
8文章
456瀏覽量
39945 -
整流橋
+關(guān)注
關(guān)注
9文章
384瀏覽量
28876 -
反激式開(kāi)關(guān)電源
+關(guān)注
關(guān)注
8文章
71瀏覽量
14176
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
相關(guān)推薦
評(píng)論