基于CHE200-变压器的反激开关电源电路设计

FUCKINVT基于CHE200-30GT1（V2.0）变压器的反激开关电源电路设计(VER:V1.0)拟制：明时间：2010-11-1批准：宏时间：2011-5-5文件评优级别：□A优秀□B良好□C一般1功能介绍.....................................................................................................................................................32详细原理图..................................................................................................................................................4开关电源输入电路：.............................................................................................................................4启动及辅助供电：.................................................................................................................................5辅助供电电路：.....................................................................................................................................6FUCKINVT控制开关主回路：.................................................................................................................................7RCD吸收回路原理及设计：..............................................................................................................11输出整流及滤波：...............................................................................................................................12反激变压器：.......................................................................................................................................133器件功能...................................................................................................................................................144参数计算(关键项)....................................................................................................................................14降压限流电阻R1～R4：....................................................................................................................15UC3844芯片输出频率设计：............................................................................................................15开关Mos管Q2选择及计算：...........................................................................................................15整流二极管选择及热量计算：...........................................................................................................17滤波电容选择：...................................................................................................................................18电流采样电阻选择：...........................................................................................................................205器件可靠性分析(可选)............................................................................................................................206电路测试数据(可选)................................................................................................................................217器件清单...................................................................................................................................................218关键器件资料(可选)................................................................................................................................21FUCKINVT1功能介绍CHE200-30GT1电气原理图如图1所示：一共13绕组其中NP为初级绕组，NS为次级绕组，初级绕组129圈，使用三明治分层绕法，漏感60-70uH。设计输入电压250v-800vdc。图1CHE200-30GT1V2.0原理图本单元电路针对CHE200-30GT1变压器设计，可以满足我公司多类型变频器电源需求。使用5v主反馈控制,可用输出工11组。表1CHE200-30GT1V2.0反激变压器参数表：序号组号额定电压（v）输出电流（A）功率W变压器初级次级匝比变压器绕组匝数变压器绕组线径mm绕组额定电流峰值A绕组额定电流有效值A绕组电流谷值A用途备注1NS4515W32.254T3*0.4mm2.731.160.69供给控制板三个绕组共地，采用叠层并绕提高耦合系数，增强5v主反馈控制力。2NS4叠NS2150.46W11.734+7T0.41.10.470.28供运放等电路3NS3-150.23W11.7311T0.30.540.230.14供运放等电路4NS1240.822.4W7.1718T0.62.10.930.55供风扇继电器等为了防止风扇干扰其他24V负载，24V风扇单独整流滤波。5NP9240.37.4W7.1718T0.30.80.350.20供接触器使用与初级绕组不隔离，FUCKINVT串联线圈。6NP3270.072W6.796*19T0.21.14/60.489/60.289/6驱动电路相互之间并绕，绕组使用三层绝缘线隔离7NP4270.072W8NP5270.072W9NP6270.072W10NP7270.072W11NP8270.072W12NP2150.050.75W10.7512T0.30.10.070.05UC3844供电/13NP1////129T0.30.930.350.23初级绕组总功率55w最大输出55w/表1反激变压器参数2详细原理图此电源电路结构为基本单端多路输出反激电源，根据电路结构及重要性，分四部分讲解功能。AdobeAcrobatDocument开关电源输入电路：开关电源输入可以由直流母线也可由220vac提供，电路原理见如图2。FUCKINVT图2开关电源输入电路直流母线取电是通过D36和D49以及滤波电容C1给开关电源供电，加入二极管D36,D49这两个二极管的目的是阻止外接220V电源整流后的电压进入母线。电路中电容C1对传导辐射有好处，C1一般使用高压薄膜电容，需要靠近变压器和开关管摆放。220VAC取电电路是经过整流桥D29将AC变DC,串入D38,D34,D40,D48提高抗浪涌能力，实际测试中经过试验最终选着了两只BYV56EGP串联。。对于电解电容C103选择，电容电压一般取450v，容量可以按照2-3uF/W设计。启动及辅助供电：图3为启动及辅助供电电路，其功能是实现电源芯片自启动供电和正常工作供电。为了安全我公司电源带有短路保护电路（Q15,C101,R71,R7,R73），延长短路时打嗝保护时间，提高短路保护效果。图3开关电源启动及辅助供电电路FUCKINVT启动供电：启动供电由R3、R1、R2、R4四个启动电阻组成，在电源完成启动前由启动电阻给电源控制芯片供电。启动电阻选取原则：1、在母线输入最小工作电压下，流过启动电阻的电流要大于电源控制芯片UC3844启动电流（uc3844一般取0.5mA，ucc38c44一般取0.15mA）。2、串联启动电阻耐压之和要大于母线最大输入电压，一般贴片1210封装耐压200V，所以需要多个串联来满足耐压要求。3、最大输入电压下，串联启动电阻的温升不得超过测试规范（40摄氏度）。启动电阻体积比较小，摆放位置首先要满足远离发热元件，其次再考虑走线问题，（启动电阻走线不必考虑电磁干扰问题）。辅助供电电路：当电源启动以后，控制芯片UC3844供电改由辅助供电电路提供。该电路在变压器辅助绕组取电，经过D1整流和由R7、C2、C3组成的RC滤波器滤波后供芯片使用。其中R7取值对于电路调试很关键，会影响电源启动和芯片工作电压，R7、C2选取原则：RC滤波器时间常数大于开关周期10倍，小于C2维持时间的一半。另外C2选取一般还要满足最低母线电压启动时充电时间小于3S。短路保护电路：工作原理：芯片正常工作时，5VREF节点电压为5V,则Q15栅源电压Vgs=4.3V。此时Q15导通，则D33阳极被拉低接近0V,此时D33反偏，没有电流流过D33。当出现短路时，辅助供电电路电压降低，无法给芯片UC3844供电。此时芯片UC3844消耗电容C2存储的能量，当C2电压低于芯片UC3844的下限电压Uoff后，芯片停止工作，电源被保护。UC3844停止工作后，5VREF点电