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关于开关电源主要元件的选择

来源:   发布时间:2021-06-26   点击量:913

1、高频变压器的选择

小功率开关电源最重要的部分就是高频变压器。当它完成电平转换和电隔离时,由于其自身的电感结构,会产生大量的高次谐波。它的泄漏也是峰值干扰的一个重要原因。脉冲宽度调制开关电源的工作频率一般为20khz~400khz。这样,励磁源可以看作是一个周期信号,由于磁芯的非线性特性和磁芯的饱和特性,磁场和电流中会出现谐波。这些谐波会大大增强电磁干扰。抑制电磁干扰的主要措施有:1)选用长形变压器铁芯,减少绕组绕组绕组的层数,从而降低变压器的漏感和绕组本身的分布电容;2) 将开关电源变压器一次绕组绕在最内层,使每匝导线长度最短;三是将功率晶体管的漏极级与一次绕组的起始部分相连,降低开关电源高频变压器的电磁噪声发射。

2、钳位电路中二极管的选择

在小功率开关电源的设计中,高频变压器的一次绕组通常需要与并联钳位电路中的快速恢复二极管相连,以保证开关电源初级绕组的充放电。同时,二极管还可以抑制三极管或功率开关开关过程中的电压尖峰,从而抑制由电压尖峰引起的电流急剧变化引起的射频干扰。在选择钳位二极管时,根据可能的瞬态过电压极性选择单向或双向极性晶体管。同时,管的最大钳位电压应低于被保护功率晶体管的耐压水平,管的功率通常由抑制瞬态过电压时吸收的最大功率决定。

3、地线回路电设计

在小功率开关电源中,电源管通断时电压、电流急剧变化,产生严重的干扰信号。但是,开关电源产品没有加装屏蔽装置,甚至有些开关电源产品的电源管也没有安装散热片。开关电源产生的热量直接通过电路板发射,干扰信号幅值显著增大。因此,有必要正确处理接地电路的设计。合理的接地电路主要是通过对电流流向的分析,根据:①开关电源地线中的电流是否经过与电流无关的其他电路或导线;②开关电源其它设备或电路中的电流是否流入电路的地线。同时,由于供电功率小,一般以单点接地为主要设计思想。

4、线路板布局

在小功率开关电源中,由于结构的不同,电路板的形状也不同;同时,电路板的尺寸小,对器件参数的选择也比较严格。因此,开关电源在电路原理上,应尽量根据电流流向布置整体布局,并尽量保持相似元件的流向一致。这种布局不仅有利于电流或信号的流动,而且便于开关电源生产过程中的检查、调试和维护。考虑到变压器体积小,引脚之间的间隙小,一次和二次之间的距离很小,在开关电源电路板空间允许的情况下,将一次和二次之间的电路板挖空。这将使爬电距离比直接电路板连接增加2~3倍。

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