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有源箝位技術(shù)的PC電源設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2011-08-09 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

1.5 輸出濾波電容的計(jì)算和
輸出濾波電容要考慮工作頻率,紋波大小,電容的ESR及ESL,由于箝位工作在200kHz之下,又考慮到成本,所以必須選擇優(yōu)質(zhì)的低ESL及ESR鋁電解電容,減小每個(gè)電容的容量,增加并聯(lián)電容的數(shù)量,由于工作頻率的提升已經(jīng)比67.5kHz的方案少用一半容量的電容,因此上策是數(shù)量不變,減小單個(gè)容量,大約減一半左右。
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這是最小的限定值,實(shí)際應(yīng)該參照ESR、ESL大約加出50~80%,應(yīng)對(duì)負(fù)載的變化,限制瞬態(tài)電壓不超過3%,則有:
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為了減小噪聲,在電解電容的最終點(diǎn)要加入一支瓷片電容消除噪聲,容量為10μF左右。
1.6 功率變壓器的
功率變壓器的計(jì)算與硬開關(guān)狀態(tài)的計(jì)算方法完全一致,再測(cè)出Lm,Lr。接入電路后,先串入外部電感Lr,調(diào)好功率MOS的ZVS狀態(tài)后,取下外串電感Lr,加入氣隙達(dá)到與試驗(yàn)相同的主功率MOS的ZVS狀態(tài),記錄此時(shí)變壓器的Lm及Lr,以上即為設(shè)計(jì)結(jié)果。變壓器的導(dǎo)線切記f=200kHz,而不能選擇d超過0.27mm的導(dǎo)線。大電流時(shí)宜選擇銅箔,銅箔應(yīng)縱向切開縫隙減少渦流損耗。在磁芯磁密選擇時(shí)考慮到200kHz頻率,B值不宜超過2200高斯。

2 箝位電容MOS及相關(guān)元件的設(shè)計(jì)
變壓器驅(qū)動(dòng)法,IC驅(qū)動(dòng)法可參考L6384的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。
對(duì)于箝位電路,核心是令變壓器磁芯完全復(fù)位,使其工作在第I和第Ⅲ象限,這里主要按伏秒積考慮。
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箝位電容較大時(shí),主功率MOS耐壓可以降低,箝位電容較小時(shí),變壓器復(fù)位時(shí)間較長(zhǎng),按工作頻率及主功率MOS的波形,做最后調(diào)試決定。

3 功耗計(jì)算及效率預(yù)估
3.1 主功率及箝位MOSFET的功耗
選定主功率MOS之后,查出其RSDON,工作在ZVS狀態(tài),主要功耗為導(dǎo)通損耗。
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但是其Coss充放電造成的諧振損耗是拿不掉的,應(yīng)該計(jì)算。其計(jì)算式為:
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式中,VCL為箝位電容上的電壓最高值。驅(qū)動(dòng)損耗的發(fā)熱在驅(qū)動(dòng)器部分不在MOS上。實(shí)際上因?yàn)檫_(dá)不到絕對(duì)的零開關(guān)損耗,實(shí)際損耗比上述計(jì)算值要大出10%左右。
箝位MOS的功耗更難于計(jì)算,可按主功率MOS功耗的30%來估算。


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