资源描述
*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,反激 DC-DC,一电路拓扑,电路可分为输入级、PWM震荡、功率变换及保护、输出级、反馈环路,二 PWM控制,1 电压型控制,2 电流型控制,3、LM2587单片电源PWM控制器,三 反激式变压器以及磁性材料,1、反激式变压器既有电感功能;又作为变压器使用。,2、由于反激式变压器会像电感一样储存能量，更容易饱和，所以需要开气隙减小B，防止变压器饱和。,磁饱和：指磁性材料中磁场强度超过一定值，（铁氧体材料）磁导率会从很大的数值快速下降为1。这意味着电感值迅速减小。,对于所有拓扑有”LI”法则：LI,L,=Et/r,空气：不会饱和，但磁导率为1，损耗和EMI问题严重。,铁氧体：高磁导率，可以使用较小体积制作较大电感，且可以工作在特定频率减小本身损耗；饱和特性很硬。,铁镍钼合金粉（MPP）,铁粉,硅钢片,非晶态,3、反激式变换器,电流断续模式反激变压器能量传递基本方程：P=V,2,DC,2,/2fL,其中P、V由电路要求决定，DC由输入输出电压决定,f由PWM控制芯片决定。,即增加输出功率只有减小L。,由于L最小也要大于十倍分布参数，低输入电压大功率输出不适合反激变压器。,铁氧体磁性材料重要指标：A,e,、l,gap、,l,e,4、实际变压器,漏感与激磁电感,在实际变压器中，磁芯磁导率有限，因此不是所有磁通都穿过磁芯，即漏感；,同时原边电感量有限，只要在变压器上加上一个电压会有一定电流产生，这些电流不会耦合到次级，即激磁电流。,激磁电流,激磁电感可以看作并联在原边上的电感。,漏感:未耦合到次级的电感，可以看作与变压器一次电感串联的寄生电感，产生电压尖峰。,所以漏感大小仅取决于线圈的几何形状，与磁芯材料无关。,L,LK,=L,KP,+n,2,L,LKS,P,z,=0.5L,LK,I,PK,2,测量漏感可以将线圈次级短接，测量初级所得值即为一次漏感L,KP,。,在实际变压器中，初次级电压严格按照变压比变换，但真正用于变换的电压是变压器两端电压减掉串联漏感上压降，实际输出电压会比输入电压稍低。,结论：实际变压器中，处理电压尖峰，变压比异常，提高效率，等问题，通常会减小气隙，实际上是为减小漏感，所以更好的方法是，改变绕组形状，减小次级长度。,四、输出滤波,1、纹波电压典型波形。,1、纹波电压的形成,纹波电压是由电感中流出的纹波电流在电容的ESR和X,C,上产生的。,2、举例,条件:输出电流I,O,=1.257A 电流纹波率r=0.5 f=100kHz,X7R类 MLCC 电容C,O,=22uF2(实际23.5)uF,损耗系数D.F.=0.21(10k频率下实测得出),V,P-P,=V,ESR,+V,XC,X,C,=33.88 mohm,ESR=142.5 mohm 总ESR为71.15 mohm,V,P-P=,(X,C,+ESR)=176.45mV,实测纹波电压137.6mV，40mV误差有2个原因：,3、纹波的另一种解释,纹波还可以看作是LC构成的4阶低通滤波器对方波电压进行衰减后的波形再叠加电流流过ESR形成的升压。,上例中L为22uH,V,XC,=56.92mV，ESR=45mohm，次级方波峰峰值为14.6V,输出LC（45mohmESR）极点在4.3K,100K时衰减为47.895dB即245倍,V,XC,=59.59mV,LCLC滤波,通常纹波要求小于50mV或者次级电感过小时，输出电容后再接一级LC滤波，可以将纹波减小到几乎为0。但有可能引起闭环系统震荡和EMI问题。,纹波以及滤波总结,电容的ESR特性远比容量更重要。,纹波可以很小，但噪声很难通过衰减降低。,谢谢大家,制作:陈睿,
展开阅读全文