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1、開關(guān)電源變壓器的設(shè)計(jì)與開關(guān)電源變壓器嘯叫原因 開關(guān)電源變壓器是加入了開關(guān)管的電源變壓器,在電路中除了普通變壓器的電壓變換功能,還兼具絕緣隔離與功率傳送功能一般用在開關(guān)電源等涉及高頻電路的場(chǎng)合。開關(guān)電源變壓器分單激式開關(guān)電源變壓器和雙激式開關(guān)電源變壓器,兩種開關(guān)電源變壓器的工作原理和結(jié)構(gòu)并不是一樣的。 骨架材料:開關(guān)變壓器骨架與一般的變壓器骨架不同,除了作為線圈的絕緣與支撐材料外,還承擔(dān)了整個(gè)變壓器的安裝固定和定位的作用,因此制作骨架的材料除了滿足絕緣要求外,還應(yīng)有相當(dāng)?shù)目估瓘?qiáng)度,同時(shí)為了承受引腳的耐焊接熱,要求骨架材料的熱變形溫度高于
2、200℃開關(guān)電源變壓器的設(shè)計(jì)與開關(guān)電源變壓器嘯叫原因 開關(guān)電源變壓器是加入了開關(guān)管的電源變壓器,在電路中除了普通變壓器的電壓變換功能,還兼具絕緣隔離與功率傳送功能一般用在開關(guān)電源等涉及高頻電路的場(chǎng)合。開關(guān)電源變壓器分單激式開關(guān)電源變壓器和雙激式開關(guān)電源變壓器,兩種開關(guān)電源變壓器的工作原理和結(jié)構(gòu)并不是一樣的?! 」羌懿牧希洪_關(guān)變壓器骨架與一般的變壓器骨架不同,除了作為線圈的絕緣與支撐材料外,還承擔(dān)了整個(gè)變壓器的安裝固定和定位的作用,因此制作骨架的材料除了滿足絕緣要求外,還應(yīng)有相當(dāng)?shù)目估瓘?qiáng)度,同時(shí)為了承受引腳的耐焊接熱,要求骨架材料的熱變形
3、溫度高于200℃,材料必須達(dá)到阻燃,且還應(yīng)加工性好,易于加工成各種形狀。 開關(guān)電源變壓器的設(shè)計(jì): 開關(guān)電源變壓器是開關(guān)電源中的核心部件,作用有三:磁能轉(zhuǎn)換、電壓變換和絕緣隔離。由于開關(guān)變壓器的工作頻率很高,因此它的體積和重量比工頻變壓器大為縮小,同時(shí)變壓器的分布參數(shù)亦不能忽略。設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮磁芯材料選擇,磁芯與線圈的結(jié)構(gòu),繞制工藝等。 開關(guān)電源變壓器工作于高頻狀態(tài),分布參數(shù)有漏感、分布電容和電流趨膚效應(yīng)。一般根據(jù)開關(guān)電源電路設(shè)計(jì)的要求提出漏感和分布電容限定值,在變壓器的線圈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn),而趨膚效應(yīng)則作為選擇導(dǎo)線規(guī)格的條件之一。 開關(guān)
4、電源變壓器的工作狀態(tài)與開關(guān)型功率變換器的電路形式有關(guān),一般根據(jù)功率大小,使用要求,采用不同形式的功率變換器。不同的電路形式,開關(guān)電源變壓器工作狀態(tài)也不同,對(duì)開關(guān)電源變壓器也提出了不同的設(shè)計(jì)要求?! ∽儞Q器形式有:雙極性(推挽式、全橋式、半橋式),單端正激式,單端反激式等?! ¢_關(guān)電源變壓器中使用的是軟磁材料。比如:鐵氧體材料。鐵氧體材料很容易加工成各種形狀,可根據(jù)開關(guān)變壓器的電路類型、使用要求、功率等級(jí)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等選用合適的磁芯形狀。磁芯型號(hào)主要有:EE、EI、EC、ETD、G、GK、H、HQ、UY、UF、PM、RM。每種型號(hào)又有很多尺寸規(guī)格
5、可以選擇?! ¢_關(guān)電源變壓器參數(shù)計(jì)算:漏感計(jì)算、分布電容計(jì)算、穿透深度(導(dǎo)線選擇)、交流電阻計(jì)算、電流有效值?! ∮捎谝淮蝹?cè)和二次側(cè)繞組間寄生電容的存在,變壓器“開關(guān)”時(shí),在分界處存在dV/dt,將“靜默層”布置在絕緣膠帶的兩側(cè),即一次側(cè)和Vin相連的一端,二次側(cè)和地相連的一端,分別布置在絕緣膠帶兩側(cè),可以減小分界處寄生電容的dV/dt。由于場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電壓是波動(dòng)的,將其繞為骨架的第一層,這樣外層可屏蔽內(nèi)層發(fā)射的電磁場(chǎng)。圖1和圖2給出了兩種低噪聲的繞線技術(shù),可應(yīng)用在典型的反激變換器變壓器中?! 》椒ㄒ唬喝鐖D1所示,二次側(cè)繞組與二極管
6、連接的末端必須緊鄰絕緣膠帶,因此絕緣膠帶的兩端將有一定大小的dV/dt,但該dV/dt比一次側(cè)繞組的漏極相連端與絕緣膠帶相鄰時(shí)小得多。此變壓器的優(yōu)點(diǎn)是二次側(cè)繞組的“靜默端”位于最外層,它本身就能很好的屏蔽變壓器的輻射。 方法二:如圖2所示,使兩個(gè)靜默端與絕緣膠帶相鄰,此變壓器的優(yōu)點(diǎn)是穿越邊界的共模噪聲減小,但變壓器的外部噪聲比較大,需要在外部繞上銅皮屏蔽(即法拉第屏蔽)?! ≡谧儔浩鞴羌艽翱谠A砍渥愕那闆r下,通常還需要在變壓器內(nèi)部一次側(cè)和二次側(cè)之間使用銅皮“隔離”,從而屏蔽繞組產(chǎn)生的噪聲。如果窗口裕量不是很充分,可以考慮將一次側(cè)的I
7、C供電繞組作為法拉第屏蔽。如圖3所示,繞組的兩端均交流耦合至一次側(cè)地,使一次側(cè)主繞組發(fā)射的容性噪聲減小,因此傳導(dǎo)至二次側(cè)的共模噪聲大大減小。使用法拉第屏蔽的缺點(diǎn)是漏感大大增加,從而降低了效率。所以我們?cè)诜醇ぷ儞Q器變壓器內(nèi)部一般不使用任何常規(guī)的屏蔽,但經(jīng)常使用法拉第屏蔽?! ≡跒榭蛻粼O(shè)計(jì)定制產(chǎn)品時(shí),客戶要求在不加外圍輔助電路的情況下,要求傳導(dǎo)過CLASSB,根據(jù)方法一,在結(jié)合使用傳統(tǒng)的“三明治繞法”不僅解決了傳導(dǎo)的問題,還解決了只用方法一帶來的變壓器漏感大的問題,從而提高了電源的穩(wěn)定性,也達(dá)到了客戶的要求。該定制產(chǎn)品繞線順序如表1所示,傳導(dǎo)結(jié)果
8、如圖4所示,峰值最少有20dB的裕量,平均值也有10dB的裕量?! ?duì)于帶變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的開關(guān)電源來說,變壓器的電磁兼容性(EMC)設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)開關(guān)電源的EM