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【原创】20--375V超宽输入范围反激式电源 陆续上传资料,14楼更新

时间:2018-07-20  来源:扁平线圈电感厂家  点击:

【PCB版本已经回来,将输入下限做到20VDC,详细资料慢慢上传,14楼更新】

自从“原创”启动,各路隐居已久的高人陆续现身了,作为初学者,实在拿不出像样的,最近段时间,在做一个号称超宽输入范围的电源,算是略有体会吧,这里拿出来和大家分享一下,希望对大家有用。

超宽输入范围有多宽,目前帮人做到的,输入电压低至28V,高至265V或者DC375V,当然,从测试结果看,范围应该是可以更宽的;输出为5V/1A,输出纹波暂定为小于100mVpp吧。

先把实验的几个图发上来。

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发现大婶,顶顶更健康。 优势产品:三合一板,TV主板,显示器主板,适配器,LED恒流源,CCFL高压板,赛其创新科技请联系孙先生15919730682 板子也太丑,建议拿出真实水平 打板快回来了,这只是个试验品 行不行呀 没有什么实质的内容 稍后奉上

没啥实用了。一般用不了这么宽的电压了。

宽电压对效率很不利了

这两个实物样品都是在以前别的板子上搭接的,仅用来验证可行性,看起来可能不太舒服,但不影响整个分析计算过程,稍后打板回来了,上个美观的图片。

之前发个帖子谈过这个电源的设计,但由于实验考虑不周,打回来的板子在输出纹波和温度上都无法满足要求,因此夭折了,这次的电路,在上图几个板子上严格验证过,可以放心写出来了。

基本的思路是:单端反激,电流控制模式,断续模式。

用单端反激这是不难想象的,反激是最容易实现宽范围输入的;采用电流控制模式,可以说在这里有利有弊,后面会提到这个问题;断续模式和连续模式的问题,之前讨论过,后面会继续补充。

首先发一个PI公司TNY系列设计超宽范围输入电源的资料。

超宽电源输入18-265v(英文).pdf

TNY系列做超宽输入范围,从控制方法上来说是不错的,TNY系列采用了简单的ON/OFF模式,变频控制,对于超宽输入范围,不会像定频PWM一样进入混乱的脉冲丢失现象。

但问题同样很严重,首先是内置功率管严格限制了输出功率,阻碍了效率的提高。低压输入下,初级侧峰值电流和有效值电流都较大,内置功率管动辄几欧到十几欧的Rdson,开关管导通损耗相当严重,同时,管压降也使得实际加在初级电感上的电压大大降低,原本就低的输入电压变得捉襟见肘。例如在85--265V下能够输出十多W的TNY280,用在30VDC下,输出功率不足5W!

另一个问题就是纹波和音频噪声问题,这两个问题源于变频控制。非固定的开关频率导致纹波是畸形的,这点论坛的zhenxiang也提到过,同时,轻载下的突发模式对变压器的工艺提出较高的要求,防止音频噪声也需要下一点功夫。

上个图,这个电路实际搭了下,最终放弃了,不过启动电路可以参考一下。

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宽的电压输入范围,是不是对变压器的要求高啊!! 其实主要是一个折中的问题,采用适当的频率,得到可以接受的导通时间,同时通过严格的计算,保证器件工作在预期的状态,最后就是选用合适的器件,尽量提高效率。 就这几天我刚做了一个最低36DC输入最高到375DC的,一样采用的TNY268PN,输出5.5W 。实际调试在输入在33V以下时带满负载有响声到36V就正常了。低于30V时关断输出。然后全范围5V输出纹波峰峰值小于20MV因为是变频控制没法测到稳定的波形,π型滤波前面电容470uF 后面电容220uF 电感8uH. 空载全范围没响声。关键点1变压器磁通密度的设计 2反馈补偿设计 3芯片峰值电流限制点的设计 真版做得比较深入,今天我基本实验成功了,迟些把图片放上来,输入可以低至20V,实际上,除掉整流桥,大概只有18V了,输出5V/1A,纹波低于50mVpp。 5V的输出纹波才50mv确实很低了,什么电路可以把纹波做得这么低? 加LC,20mV都可以 是充电器吗,能贴个原理图最好了

前面有网友说飞线乱搭的太丑了,这里先把PCB打样出来的实物图放上来,希望对得起观众。

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图非常清晰了,连IC和阻值都看得出来,大家都能看见,IC就是万能的UC3843,所以如果要我放一张原理图上来,大可不必了,这里告诉大家,开关频率设定在40KHz,单独用了一个1N60的MOS管做成电流源启动,启动后关闭。至于其余部分的电路,和常规3843的配置没有区别。

首先看一下DC20V下的测试波形。

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第一个是MOS管漏极电压,满载和最低输入下,依然保持在DCM,第二个图是输出纹波,直接用地线夹测的,50mVpp以内,频率是开关频率的纹波,估计电容用好点的,还能进一步降低吧。

20VDC下,对开关管是个考验,这个5W的电源,可能要用到10A的MOSFET,得以保持较低的导通损耗,好在,3843的驱动能力还可以。输入整流桥的压力也很大,相应的电流,后续会连同变压器的设计一起给出计算方法。

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接下来上一下265VAC下的测试波形。

首先看一下满载下的栅极电压。

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Ton不足1uS了,但是占空比依然是稳定的。

再看输出纹波。

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依然保持在50mVpp内,定频PWM的控制方式,纹波总是比较规则好看的。

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再看下265V,半载的情况。

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Ton不足500nS了,但是依然没有发生脉冲丢失。

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------华丽的分割线

让情况更极端一些,100mA负载,即1/10负载。

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MOS管还没完全开启就关断了!驱动依然没有发生脉冲丢失!

看到了搞得不错啊。看出来了这个要把频率做低。高输入时候才能保证不丢波。 确实是的,40KHz,1/10负载下的波形算是极致了,Ton再小,肯定要丢脉冲了 是否可以这样在一段低电压输入时采用一较高的震荡频率,输入电压升高后用一个低点的震荡频率。即调频也调占空比。

AN1327-D.PDF

确实有这样做的,不过我还没有想到这样做有什么很大的优势

就是这个东西之前看到过介绍,没实际玩过。 好同志

这里把启动电路拿出来谈一下。基本的思路是,使用一个高压MOS构成恒流源结构,启动完成后,将电流源关闭。电流源的结构对于宽范围输入时很有必要的,这可以使得电路启动时间在高低压下基本一致,而启动后关闭则大大降低了高压下的损耗。

未命名

这个启动电路参考了ST的一个技术文档,D6的击穿电压Vz,Q2的阈值电压Vth以及R22决定了启动恒流电流的大小,这个启动电流可以表示为:

Istart=(Vz-Vth)/R22

对于3843,启动电压9V,如果VCC端电容容量100uF,设定启动时间1s的话,则启动电流可以表示为:

Istart=(9*100)/1=900uA

根据上述式子可以选取Vz和R22。

启动完成后,3843的Vref端输出5V电压,Q3被拉低,启动电流源关闭。在没有Vref端的IC应用中,可以通过辅助绕组实现电流源关断。

学习下

这个启动做的很好,用在宽电压输入上很有特色。

这个电路有个最大的问题就是输出不能短路,如果短路时间比较久R22可能比较难受 不能长时间短路是大多数打嗝保护的缺点,和R22无关,R22不承受耐压 这个启动电路我也用过,但最后用的是三极管够成的恒流启动。 可以告诉一下ST的这个技术手册吗?

学校做的东西就是极端,啥样都敢做,攒。

这个不是学校做的,学校是做IC设计的,这也是帮别人做的

话说,用了多大容量的母线电容?

72V以下是直流输入。两颗4.7uF的 楼主方便把原理图贴出来看下吗?只讲试验数据,没原理图有些搞不明白。。。 我这个已经早都弄出来了,低压可以做到16.8V。输出5v正负15v24v。效率67%。 很早就有人做出来了那是肯定的,把你的发出来,大家学习一下嘛 最近比较忙,过段时间给你传。 厉害。。。 看到前辈的变压器最外面有层东西,那是什么?是屏蔽作用的吗?期待前辈的讲解,谢谢! 给楼主点赞~~~期待更多无私分享哦~ 还是师姐好啊,看帖必回 严重支持宽电压范围输入的DC-DC。 坐等电路图,学习 支持楼主,展示很详细! 原理图前面说过,384x典型应用,直接贴出来可能不太方便。

资料上的启动电路值得学习.

频率的选择的确很重要.

你这个体积也很小了.

变压器是EE13?

变压器ee16,用ee13也可以做得下

哦.那岂不是高压时候基本不能空载?

我是说有假负载的情况下.

我做了个,假负载加到100欧姆了.空载才没丢波.

但温度在低压时候比较高了,MOS抗的住,没过40度.变压器到80度了.EE13的.

具体到什么情况会丢波,没有测试,384x这种没有跳周期或者突发模式的控制IC,轻载丢波是非常常见的事情,只要不引起音频噪声以及纹波异常,丢波本身应该不是问题。

变压器话在低压下铜损比较严重,线径选粗点。

EE13在低压输入时候估计是不够吧至少要很热了,因为频率选的就低。 我试过,但没测温度,EE13比EE16Ae稍微小点,但Aw更大,基本上用的线径差不多,磁芯发热的话应该不会很严重,detaB选得只有0.22的样子,频率也很低 这款电源效率有多少? 这个效率非常低,60%左右 60%那很低

是输入20V的效率吗???

这样的效率很正常。。。

是20V下的效率,确实算是正常的,很难再提高了 实际上,有做到350 VAC的。 楼主:这个可以用来做LED驱动电源吗,可以做100-480V宽电压吗,做路灯电源60-150W可以吗 楼主有没有试着调试下输出40V-50V,看电路能不能又升压又降压,我一直想看看能不能做出来这样的电路 这个电压是可以的,但要做到这么宽的输入范围,功率做不大 从图上看,好像做了不了这么大功率吧,还路灯电源,还是看楼主回答吧

真的是神一样的存在!!这个必须必须的顶顶!!大神加油 想看更多

这个不错,楼主整一份完整的测试数据上来看看性能怎么样呀

顶起,继续……

☺离校了,现在没有条件做实验了 关注中,顶你。 不错,顶一个 很不错,想跟楼主学习学习 版主您好。我们这边最近想做一款40-800V的反激。这个倍数和您这款差不多,也想用固定频率,反激变换来做,功率也不大5W左右就够了。就是关于变压参数设计方面,有问题想请教。您做的这款电源的变压器参数是按照最低输入电压20V,在满载下来计算变压器的参数吗?能否给我说一下,对于宽范围反激电源,在设计变压器时有哪些要注意的?谢谢您了。 不错,关注 这么大的范围怎么保证环路稳定呢

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