电源适配器箝位电路与级冲电路的选择

  16V电源适配器箝位电路分析

  箝位电路选择300F箝位电容器和4.7kn放电电阻｡时间常数为15.5μs,低于开关周期的25F,时间常数设计合理｡

  变压器一次侧漏感一般为励磁电感的3%-5%,在这个评估电路中约为30-50H｡当变压器一次侧漏感为3uH对应的最大储能为

  假设变压器漏感储能全部释放到箝位电容器,即

  假设位电容器初始电压为S0V,则箝位电容器箝位终了电压为

  在30kHz频率下,变压器一次侧漏感释放的损耗功率为

  很显然,这个损耗大约为输出功率的10%,这就是说即使变压器一次侧漏感比上述计算值低,变压器漏感造成的实际损耗有可能会使得效率降低5%-8%,即使变压器一次侧漏感为变压器一次侧励磁电感的1%,也会使电源适配器降低约2%的效率

  与此同时,箝位电路的放电电阻的功率也要在3W以上｡

  2.6V电源适配器缓冲电路参数分析

  图11-1的电路中设置了缓冲电路,其目的就是要缓冲开关管关断过程的的缓冲电容器电压上升速度,降低由此引起过高的输出电压尖峰和EMI

  图11-1的电路选择了680PF缓冲电容器和2.7kn放电电阻,时间常数为1.84μs,可以满足在最低负载时的缓冲电容器放电的要求｡

缓冲电容器可以缓解开关管关断过程的电压上升速率,在最重负载和最高交流输入电压  条件下开关管的峰值电压将达到350V左右｡如果没有缓冲电容器,开关管得漏一源极电压将在不到100ms上升到350V｡根据电容器电压与电流､电容量的关系:

或

应用680pF缓冲电容器,会使得开关管的漏一源极电压上升的施加“增加”:

表明,应用680pF缓冲电容器,会使得电源适配器开关管的漏一源极电压上升时间从不到10加到200ns以上｡

缓冲电路可以带来输出电压尖峰的减小,但是会使得损耗增加｡选用680PF缓冲电容器､电压幅值350V､开关频率40kHz,电路带来的损耗为

缓冲电路的损耗又造成了电源适配器效率损失约5%｡

通过分析可以看到,图11-1中的RCD箝位电路､缓冲电路会造成电源适配器效率降低约10%｡

辅助绕组侧的放电电阻和电流检测电阻

辅助绕组侧的放电电阻作用为降低因变压器各绕组之间不能完全耦合所导致的负载电流调整率,这个电阻值越小,负载调整率越低

图11-1的电路中这个电阻值为680,所产生的功率损耗约0.7W｡这将使得整个电源适配器效率降低3%。

电流检测电阻为0.50,在2A峰值电流､占空比0.4条件下产生的损耗为0.73W｡

小结

本节给出的最原始的UC3842控制的反激式电动玩具电源适配器,由于当时的历史条件和技术条件限制,所设计的电路在今天看已经很落后了｡现在的技术完全可以将电源适配器效率电压调整率大大改善,至少可以做到80%的效率｡

变压器一次侧反馈的电压精度和调整率都比较差,随着光耦合器反馈技术的进步,利用光耦合器反馈已经成为多数的反激式电源适配器的首选｡同时,由于T431的应用,使得T431加光耦合器构成反馈加误差放大器组合的“标准”配置,致使UC3842中的误差放大器形同虚设｡所以后来的电源适配器控制芯片均取消了内置误差放大器｡

经验估计缓冲网络元件值

分布式辅助电源适配器系统的结构框图

电源适配器输出模块

高频扼流圈实例

稳定的辅助变换器