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求助! 反激電源 提升副邊匝數(shù)對(duì)輸出功率的影響

最近總有一個(gè)問(wèn)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(huì)對(duì)電源有什么影響?

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

最近測(cè)試遇到一個(gè)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(lái)在100V輸入時(shí),功率約14W;改變?cè)褦?shù)后,相同輸入電壓,功率下降到10W,觀(guān)察開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)波形,發(fā)現(xiàn)占空比有所下降。

小弟菜鳥(niǎo),請(qǐng)各位大神指點(diǎn)一二。

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2017-03-09 11:23

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

此時(shí)你可以發(fā)現(xiàn)Ton的週期是可以開(kāi)到非常大, 但是一般在設(shè)計(jì)上因?yàn)榭紤]到變壓器的厲磁與mosfet所承受的

電流硬力, 會(huì)把它設(shè)計(jì)在約50%左右...

又考慮到儲(chǔ)存電容於交流時(shí)的整流漣波與動(dòng)態(tài)穩(wěn)定度, 所以在低壓段一般都會(huì)取45%左右, 以保證其容餘量不超過(guò)50% 但是這樣的設(shè)計(jì)會(huì)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?yàn)槎O體的導(dǎo)通時(shí)間變大了, 若VF的影響較大, 則IR的損失是可以彌補(bǔ)的..

2). 變壓器的厲磁變大, 但是其耦合會(huì)變好, 藕合變好其效率會(huì)高,但因?yàn)閷?dǎo)通時(shí)間變大, 其銅損與磁損會(huì)變大, 假設(shè)藕合效率提升遠(yuǎn)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(shí)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(diǎn)就是我們?cè)O(shè)計(jì)上所謂的"熱轉(zhuǎn)移" ........

而當(dāng)你把副邊圈數(shù)加大, 表示圈比很接近, 此時(shí)二極體耐壓要變高, 相對(duì)IR是下降, 但VF是上升的, 所以可以在二極體的ID VS VF 曲線(xiàn)尋找適合的二極體, 那有標(biāo)示流過(guò)多大電流時(shí)其VF值, 取值好, 相對(duì)效率也會(huì)高..

變壓器由於導(dǎo)通時(shí)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(huì)好, 效率也可以

拉高..

MOSFET 因?yàn)榉答侂妷航档? 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(duì)Qg與Ciss值也可以變小, 而MOSFET 因?yàn)殡娏饔擦ψ冃? 相對(duì)交換損失也會(huì)變小.....

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若你只是單純改變副邊圈數(shù)而其他都沒(méi)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(chǔ)能放電,次級(jí)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(gè)周期里不能放完磁心的能量。這和原邊匝數(shù)多了會(huì)在固定周期內(nèi)達(dá)不到電流道理是一樣的。

簡(jiǎn)單的比方,一個(gè)勺子一秒中接滿(mǎn)水,倒水速度慢了,一秒鐘沒(méi)倒完又要去接水,那么傳遞水的總水流量就降下來(lái)了。

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miwu7
LV.1
4
2017-03-09 13:43
@heliu
反激電源是儲(chǔ)能放電,次級(jí)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(gè)周期里不能放完磁心的能量。這和原邊匝數(shù)多了會(huì)在固定周期內(nèi)達(dá)不到電流道理是一樣的。簡(jiǎn)單的比方,一個(gè)勺子一秒中接滿(mǎn)水,倒水速度慢了,一秒鐘沒(méi)倒完又要去接水,那么傳遞水的總水流量就降下來(lái)了。
謝謝,再請(qǐng)教您一個(gè)問(wèn)題。對(duì)于幾十瓦的反激電源,因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)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(huà),伏匝數(shù)怎么計(jì)算,或者一般多少合適,有沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)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(jí)匝數(shù)后帶來(lái)的結(jié)果是:

占空比D減小,斷續(xù)模式會(huì)轉(zhuǎn)向連續(xù)模式,連續(xù)模式會(huì)進(jìn)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(shí)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(jí)線(xiàn)圈電流密度增大,次級(jí)線(xiàn)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(huì)降低,引起效率降低的主要原因應(yīng)當(dāng)是變壓器的初級(jí)線(xiàn)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(hào)確定下初級(jí)最少需要多少圈(Np=VT/BAe),再根據(jù)MOS管耐壓VDS,母線(xiàn)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(hào)確定下初級(jí)最少需要多少圈(Np=VT/BAe),再根據(jù)MOS管耐壓VDS,母線(xiàn)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(qǐng)教您一個(gè)問(wèn)題。對(duì)于幾十瓦的反激電源,因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)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(huà),伏匝數(shù)怎么計(jì)算,或者一般多少合適,有沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)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(huà)電流變化率將變成原先的四分子一,放電時(shí)間要增加到原先的4倍。

反激變壓器因?yàn)橐疹欓_(kāi)關(guān)管的耐壓,次級(jí)伏匝數(shù)不與初級(jí)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(kāi)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(gè)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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