單端反激式開關(guān)穩(wěn)壓電源(修改版)(編輯修改稿)
2024-07-23 04:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 (36)導(dǎo)線電流密度取4A/mm2，≈(mm2)。同樣可選擇原邊繞組導(dǎo)線，原邊電流有效值為： (37)＝，()。取輸出電感的電流變化量△IL＝＝，則輸出電感為： (38)式中：U2――副邊線圈最小電壓。計算得： (39)取UDF＝，UO＝3V，代入式(68)可得L＝140μH。根據(jù)輸出電感上的電流IL＝IO，＝，()。 電路仿真波形 本電路采用Multisim ，其仿真結(jié)果如下：圖3－2 12v輸出仿真波形圖圖3－2（3）UC3842輸出波形圖3－2（4）取樣電路仿真波形圖4 PCB設(shè)計 ＰＣＢ設(shè)計規(guī)范 在任何開關(guān)電源設(shè)計中，PCB板都是物理設(shè)計的最后一環(huán)，如果設(shè)計方法不當，PCB可能會輻射過多的電磁干擾，造成電源工作不穩(wěn)定，以下針對各個步驟中所需注意的事項進行分析:元 器件布局實踐證明，即使電路原理圖設(shè)計正確，印制電路板設(shè)計不當，也會對電子設(shè)備的可靠性產(chǎn)生不利影響。例如，如果PCB上兩條細平行線靠得很近，則會形 成信號波形的延遲，在傳輸線的終端形成反射噪聲；由于電源、地線的考慮不周到而引起的干擾，會使產(chǎn)品的性能下降，因此在設(shè)計PCB時，應(yīng)注意采用正確的方 法。每一個開關(guān)電源都有四個電流回路：(1). 電源開關(guān)交流回路(2). 輸出整流交流回路(3). 輸入信號源電流回路(4). 輸出負載電流回路輸 入回路通過一個近似直流的電流對輸入電容充電，濾波電容主要起到一個寬帶儲能作用；類似地，輸出濾波電容也用來儲存來自輸出整流器的高頻能量，同時消除輸 出負載回路的直流能量。所以，輸入和輸出濾波電容的接線端十分重要，輸入及輸出電流回路應(yīng)分別只從濾波電容的接線端連接到電源；如果在輸入/輸出回路和電 源開關(guān)/整流回路之間的連接無法與電容的接線端直接相連，交流能量將由輸入或輸出濾波電容并輻射到環(huán)境中去。電源開關(guān)交流回路和整流器的交流回路包含高幅 梯形電流，這些電流中諧波成分很高，其頻率遠大于開關(guān)基頻，峰值幅度可高達持續(xù)輸入/輸出直流電流幅度的5倍，過渡時間通常約為50ns。這兩個回路最容 易產(chǎn)生電磁干擾，因此必須在電源中其它印制線布線之前先布好這些交流回路，每個回路的三種主要的元件濾波電容、電源開關(guān)或整流器、電感或變壓器應(yīng)彼此相鄰 地進行放置，調(diào)整元件位置使它們之間的電流路徑盡可能短。建立開關(guān)電源布局的最好方法與其電氣設(shè)計相似，最佳設(shè)計流程如下：(1)放置變壓器(2)設(shè)計電源開關(guān)電流回路(3)設(shè)計輸出整流器電流回路(4)連接到交流電源電路的控制電路設(shè)計輸入電流源回路和輸入濾波器 設(shè)計輸出負載回路和輸出濾波器根據(jù)電路的功能單元，對電路的全部元器件進行布局時，要符合以下原則：(1) 首先要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時，印制線條長，阻抗增加，抗噪聲能力下降，成本也增加；過小則散熱不好，且鄰近線條易受干擾。電路板的最佳形狀矩形，長寬比為3：2或4：3，位于電路板邊緣的元器件，離電路板邊緣一般不小于2mm?！ ?2) 以每個功能電路的核心元件為中心，圍繞它來進行布局。元器件應(yīng)均勻、 整齊、緊湊地排列在PCB上，盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接, 去耦電容盡量靠近器件的VCC?！ ?3) 在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列。這樣，不但美觀，而且裝焊容易，易于批量生產(chǎn)。(4) 按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置，使布局便于信號流通，并使信號盡可能保持一致的方向。(5) 盡可能地減小環(huán)路面積,以抑制開關(guān)電源的輻射干擾。布 線開關(guān)電源中包含有高頻信號，PCB上任何印制線都可以起到天線的作用，印制線的長度和寬度會影響其阻抗和感抗，從而影響頻率響應(yīng)。即使是通過直流信號的 印制線也會從鄰近的印制線耦合到射頻信號并造成電路問題(甚至再次輻射出干擾信號)。因此應(yīng)將所有通過交流電流的印制線設(shè)計得盡可能短而寬，這意味著必須 將所有連接到印制線和連接到其他電源線的元器件放置得很近。印制線的長度與其表現(xiàn)出的電感量和阻抗成正比，而寬度則與印制線的電感量和阻抗成反比。長度反 映出印制線響應(yīng)的波長，長度越長，印制線能發(fā)送和接收電磁波的頻率越低，它就能輻射出更多的射頻能量。根據(jù)印制線路板電流的大小，盡量加粗電源線寬度，減 少環(huán)路電阻。 同時使電源線、地線的走向和電流的方向一致，這樣有助于增強抗噪聲能力。接地是開關(guān)電源四個電流回路的底層支路，作為電路的公共參考點起著很重要的作用， 它是控制干擾的重要方法。因此，在布局中應(yīng)仔細考慮接地線的放置，將各種接地混合會造成電源工作不穩(wěn)定。在地線設(shè)計中應(yīng)注意以下幾點：1. 正確選擇單點接地。通常，濾波電容公共端應(yīng)是其它的接地點耦合到大電流的交流地的唯一連接點，同一級電路的接地點應(yīng)盡量靠近，并且本級電路的電源濾波電容 也應(yīng)接在該級接地點上，主要是考慮電路各部分回流到地的電流是變化的，因?qū)嶋H流過的線路的阻抗會導(dǎo)致電路各部分地電位的變化而引入干擾。在本開關(guān)電源中， 它的布線和器件間的電感影響較小，而接地電路形成的環(huán)流對干擾影響較大，因而采用一點接地，即將電源開關(guān)電流回路 （中的幾個器件的地線都連到接地腳上，輸出整流器電流回路的幾個器件的地線也同樣接到相應(yīng)的濾波電
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