PWM開關(guān)電源設(shè)計步驟(PWM開關(guān)電源)
我們上次講了線性電源的工作原理,主要就是讓晶體管工作在線性模式下,而PWM開關(guān)電源是讓功率晶體管工作在導(dǎo)通和關(guān)斷狀態(tài);在導(dǎo)通時,晶體管上的電壓低,電流大;關(guān)斷時,晶體上的電壓大,電流?。欢妷汉碗娏鞯某藱C(jī)就是我們平常說的功率晶體管所產(chǎn)生的損耗。
和線性電源相比較,開關(guān)電源是通過將輸入的直流電壓斬成相同幅值的脈沖電壓來實現(xiàn)的。脈沖的占空比是通過開關(guān)管進(jìn)行控制調(diào)節(jié)的;如果我們想要得到多組輸出,那我們可以通過增加變壓器二次繞組的線圈組數(shù)來實現(xiàn)這一功能。
開關(guān)電源有三種主要的工作方式:降壓式變換、升壓式變換和升降壓變換,這幾類模式我們之間有專門章節(jié)講過,這里就略過,如果遺忘的朋友可以去翻之前的文章。
我們在設(shè)計一個PWM開關(guān)電源時,第一步就是要組織出設(shè)計思路,我一般喜歡將步驟畫在紙張上,這樣比較直觀。
因為開關(guān)電源相對于線性電源來說會復(fù)雜,因此我們通常將它分解成多個基本模塊進(jìn)行設(shè)計;然后根據(jù)功能圖的步驟進(jìn)行設(shè)計。
現(xiàn)在把我通常的設(shè)計思路分享出來,有需要的可以進(jìn)行借鑒或者完善。
首先拿到客戶需求的設(shè)計指標(biāo),再根據(jù)客戶的需求選擇一種開關(guān)電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),我自己的方案是小于200W的一律使用單端反激式,200W到500W的使用單端正激式,500W以上的用推挽和半橋,1000W以上的采用半橋或者全橋式。接下來是確定半導(dǎo)體器件的型號,通過計算尋找合適的半導(dǎo)體器件;然后設(shè)計變壓器,選取變壓器的磁芯材料,磁芯結(jié)構(gòu),變壓器銅線寬度計算,變壓器匝數(shù)計算等等。
解決了變壓器的問題,接下來就要設(shè)計輸出線路和選擇整流器和濾波電容,接下來才設(shè)計驅(qū)動電路,選擇控制芯片IC和設(shè)計基本功能。
設(shè)計完這些,接下來設(shè)計電壓反饋線路和啟動電路。
設(shè)計完這些基本電源的功能就齊全了,接下來我們就要設(shè)計保護(hù)線路,為了是保證電源能正常工作。
然后后面考慮的就是電源的高層設(shè)計,有些電源有使用MCU的,還要設(shè)計接口電路和功能。
緊接著就是設(shè)計散熱器和考慮電源的熱轉(zhuǎn)移方向。
完成這些,電源的理論就完成了,接下來就要考慮電源PCB布置和形狀結(jié)構(gòu);用畫圖軟件進(jìn)行繪制后,交付PCB廠家進(jìn)行打板試樣,焊接元器件后測試實際電源和設(shè)計理論之間的差異。。
比對實際電源進(jìn)行優(yōu)化原理圖,而后進(jìn)行EMI/RFI測試;測試OK符合安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)后就可安排進(jìn)行小批量試生產(chǎn)。