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求助! 反激電源 提升副邊匝數(shù)對輸出功率的影響

最近總有一個問題想不明白,反激電源,原邊電感和匝數(shù)一定的情況下,增加副邊匝數(shù),會對電源有什么影響?

我現(xiàn)在想到的只有會導(dǎo)致后級整流二極管承受的反向電壓增大。

最近測試遇到一個情況,為了適應(yīng)低電壓輸入,將副邊匝數(shù)增加一倍,結(jié)果導(dǎo)致整體功率有所下降。原來在100V輸入時,功率約14W;改變匝數(shù)后,相同輸入電壓,功率下降到10W,觀察開關(guān)節(jié)點波形,發(fā)現(xiàn)占空比有所下降。

小弟菜鳥,請各位大神指點一二。

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2017-03-09 11:23

反激是的計算 NP/NS = (VP*Ton) / ((VS+VF)*(1-Ton)

此時你可以發(fā)現(xiàn)Ton的週期是可以開到非常大, 但是一般在設(shè)計上因為考慮到變壓器的厲磁與mosfet所承受的

電流硬力, 會把它設(shè)計在約50%左右...

又考慮到儲存電容於交流時的整流漣波與動態(tài)穩(wěn)定度, 所以在低壓段一般都會取45%左右, 以保證其容餘量不超過50% 但是這樣的設(shè)計會有幾種狀況 :

1). 副邊二極體電壓高度可下降, 高度一但下降則可以使用耐壓越低的二極體, 但是二極體耐壓下降其VF可降低, 但      是IR值是升高的, 因為二極體的導(dǎo)通時間變大了, 若VF的影響較大, 則IR的損失是可以彌補的..

2). 變壓器的厲磁變大, 但是其耦合會變好, 藕合變好其效率會高,但因為導(dǎo)通時間變大, 其銅損與磁損會變大, 假設(shè)藕合效率提升遠大於磁損與銅損, 則兩者可以不考慮......

3). 原邊反饋電壓變高, 由於圈比拉大, 所以從副邊在oFF時所疊加於原邊mosfet電壓變高, 造成MOSFET的交換損 

     失變大, 假如選用的MOSFET規(guī)格較好, 耐壓高且RDSon 較低,Qg也快Ciss也小, 則可以忽略其交換損失...

     以上三點就是我們設(shè)計上所謂的"熱轉(zhuǎn)移" ........

而當你把副邊圈數(shù)加大, 表示圈比很接近, 此時二極體耐壓要變高, 相對IR是下降, 但VF是上升的, 所以可以在二極體的ID VS VF 曲線尋找適合的二極體, 那有標示流過多大電流時其VF值, 取值好, 相對效率也會高..

變壓器由於導(dǎo)通時間變短, 厲磁變小, 理論上可以增加感量, 以提升其偶合係數(shù), 這樣能量轉(zhuǎn)移才會好, 效率也可以

拉高..

MOSFET 因為反饋電壓降低, 可以在耐壓上做選擇, 例如原耐壓需650V, 你可以降為600V, 則這樣的規(guī)格RDSon 可以很低, 相對Qg與Ciss值也可以變小, 而MOSFET 因為電流硬力變小, 相對交換損失也會變小.....

=============================================================

若你只是單純改變副邊圈數(shù)而其他都沒有修改, 那效率差是一定的.........


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heliu
LV.4
3
2017-03-09 11:30

反激電源是儲能放電,次級匝數(shù)多了,分到每匝的電壓就小。電流的下降率就變小,容易導(dǎo)致一個周期里不能放完磁心的能量。這和原邊匝數(shù)多了會在固定周期內(nèi)達不到電流道理是一樣的。

簡單的比方,一個勺子一秒中接滿水,倒水速度慢了,一秒鐘沒倒完又要去接水,那么傳遞水的總水流量就降下來了。

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miwu7
LV.1
4
2017-03-09 13:43
@heliu
反激電源是儲能放電,次級匝數(shù)多了,分到每匝的電壓就小。電流的下降率就變小,容易導(dǎo)致一個周期里不能放完磁心的能量。這和原邊匝數(shù)多了會在固定周期內(nèi)達不到電流道理是一樣的。簡單的比方,一個勺子一秒中接滿水,倒水速度慢了,一秒鐘沒倒完又要去接水,那么傳遞水的總水流量就降下來了。
謝謝,再請教您一個問題。對于幾十瓦的反激電源,因為可以通過調(diào)節(jié)磁芯氣隙改變電感量,所以電感大小很大部分取決于繞制匝數(shù)。這樣的話,伏匝數(shù)怎么計算,或者一般多少合適,有沒有經(jīng)驗值?
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ethanwey
LV.3
5
2017-03-09 14:27

直接把24V的變壓器

拿去裝12V ADAPTOR就知道了

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miwu7
LV.1
6
2017-03-09 16:50
@ethanwey
直接把24V的變壓器拿去裝12VADAPTOR就知道了
現(xiàn)在是知道現(xiàn)象,想了解原因
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2017-03-10 10:18

不考慮工藝影響,增大次級匝數(shù)后帶來的結(jié)果是:

占空比D減小,斷續(xù)模式會轉(zhuǎn)向連續(xù)模式,連續(xù)模式會進入深連續(xù)模式

輸出二極管反向耐壓變大,MOS管Vds電壓減?。ǚ瓷潆妷盒×耍?,此時可增大RC電路中的R提高效率

MOS管的峰值電流變大

變壓器的工作磁通密度變大,初級線圈電流密度增大,次級線圈電流密度降低

由于轉(zhuǎn)向連續(xù)模式△B的變化更小磁芯損耗會降低,引起效率降低的主要原因應(yīng)當是變壓器的初級線圈電流密度太大造成的損耗不均衡。

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陌路
LV.2
8
2017-03-11 18:19

怎么能直接將副邊匝數(shù)增加一倍呢,輸出都不是自己想要的了吧,電源直接異常了吧

先根據(jù)變壓器磁芯型號確定下初級最少需要多少圈(Np=VT/BAe),再根據(jù)MOS管耐壓VDS,母線電壓Vbus,輸出電壓VO等算下匝比(VDS=VBUS+NP/NS*(VO)),接著根據(jù)工作模式算下電感量等等,圈數(shù)都是有講究的,哪能隨意加

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heliu
LV.4
9
2017-03-12 01:29
@陌路
怎么能直接將副邊匝數(shù)增加一倍呢,輸出都不是自己想要的了吧,電源直接異常了吧先根據(jù)變壓器磁芯型號確定下初級最少需要多少圈(Np=VT/BAe),再根據(jù)MOS管耐壓VDS,母線電壓Vbus,輸出電壓VO等算下匝比(VDS=VBUS+NP/NS*(VO)),接著根據(jù)工作模式算下電感量等等,圈數(shù)都是有講究的,哪能隨意加
副邊匝數(shù)增加一倍,芯片VCC減半
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heliu
LV.4
10
2017-03-12 01:54
@miwu7
謝謝,再請教您一個問題。對于幾十瓦的反激電源,因為可以通過調(diào)節(jié)磁芯氣隙改變電感量,所以電感大小很大部分取決于繞制匝數(shù)。這樣的話,伏匝數(shù)怎么計算,或者一般多少合適,有沒有經(jīng)驗值?

dI/dT=V/L, 如果匝數(shù)多了一倍,電感量L加到原先的4倍,輸出電壓V不變的話電流變化率將變成原先的四分子一,放電時間要增加到原先的4倍。

反激變壓器因為要照顧開關(guān)管的耐壓,次級伏匝數(shù)不與初級一樣但不可偏差太多。通常用反射電壓加Vmax和尖峰電壓后,要比開關(guān)管耐壓小50V以上。然后用反射電壓與輸出電壓算匝比。意思就是用反射電壓算這個所謂的伏匝數(shù)。
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陌路
LV.2
11
2017-03-12 22:58
@heliu
副邊匝數(shù)增加一倍,芯片VCC減半
是的,謝謝修提醒
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