基于TOPSwitch-GX系列的伺服系统多输出开关电源(3)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表时间:2007-06-29 人气:1

本文章共4468字，分3页，当前第3页，快速翻页：

　　在一般连续模式设计中，令Ip2=3Ip1，这样就可以求出变压器的原边电流，由下式可以得到原边电感量Lp：

　　Lp=DMaxVinDCMax/fsΔIp （5）

　　对于连续模式，ΔIp=Ip2-Ip1=2Ip1；对于断续模式，ΔIp=Ip2。

　　可由面积乘积AwAe法根据式（6）求出所要求的铁芯：

　　在上式中，Aw为磁芯窗口面积，Ae为磁芯截面积，Bw为磁芯工作磁感应强度，K0为窗口有效使用系数，根据安规的要求和输出路数决定，一般为0.2-0.4，Kj为电流密度系数，一般取395A/cm2。

　　根据求得的AwAe值选择合适的磁芯，一般尽量选择窗口长宽比较大的磁芯，这样磁芯的窗口有效使用系数较高，同时可以减小漏感。

　　磁芯确定后就可以根据下式求出原边的匝数：

Np=LpIp2104/BwAe （7）

　　再根据原边与副边的匝比关系求出副边的匝数，有时求的匝数不是整数，这时应该调整某些参数，使原边和副边的匝数合适。

　　为了避免磁芯饱和，应该在磁回路中加入一个适当的气隙lg，其值由下式计算：

lg=0.4πNp2Ae10-8/Lp （8）

　　至此，单端反激开关电源变压器的主要参数已经确定，在设计完成后还要核算窗口面积是否够大，变压器的损耗和温升是否满足要求。

3.5 设计结果

　　在本电源系统中已知的参数为输入电流电压85：265V，η取0.8（由经验定），fs=132KHz，Vmox=700V。

　　电路采用断续工作方式，经过反复计算与实验，设计的高频变压器的主要参数如下：

　　原边电感量Lp=390μH；磁芯采用E125的铁氧体磁芯；原副边绕组Np=63，Ns1=2，Ns2=2，Ns3=3，Ns4=9，NB=7；绕组采用夹心绕法，其中，原边绕组与副边绕组之间用3层尼龙绝缘材料绝缘，副边绕组各层之间用一层绝缘，由于副边绕组的电流较大，考虑到电流的趋肤效应，所以副边绕组采用了多股并绕。

4 实验数据及结论

　　（1）电压调整率：在额定负载情况下，当输入交流电压在85VAC-256VAC变化时，实测电路的电压调整率如表2所示。

　　（2）交叉调整率：在额定输入电压下（220VAC），当负载在额定值的10%-100%变化时，实测电路的交叉调整率如表3所示。

　　（3）负载调整率：在额定输入电压下（220VAC），当负载在额定值的10%-100%变化时，实测电路的负载调整率与交叉调整率一样。

　　（4）效率：在额定输入电压及额定负载情况下，实测电路的效率η=84%。

　　在额定输入电压及额定负载情况下，整个伺服系统能稳定运行，测出的电源主输出如图2所示，测量时实现了10倍的衰减，从图2可以看出，当系统正常工作时，纹波峰值电压为0.06V，纹波小于3%，该电源作为伺服系统的辅助电源，在门极伺服系统和主轴伺服系统已得到实际应用，工作可靠。

　　TOPSwitch-GX系列单片开关电源具有单片集成化、外围电路简单、性能指标最佳、无工频变压器、能完全实现电气隔离等显著特点，极大简化150W以下开关电源的设计和新产品的开发，能大大缩短开关电源的开发周期。多路输出电源被广泛应用于电机控制系统和其他电力电子设备中作为辅助电源，设计的多路输出电源经实际应用证明是可靠的，稍加改动就可应用在其他控制系统和电路中。

作者：
孙兵成，李波，安群涛
（哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江哈尔滨 150001）

• KS8993型高性能交换电路及其应用

• 串连蓄电池组的均充技术研究

• TinySwitchⅡ及其在待机电源中的应用

• 电子过压继电器

• PS48240/20通信电源故障诊断与处理

• 怎样拆卸集成电路块

• 基于SG3525A的太阳能逆变电源设计