利用计算机设计单片开关电源讲座
(3)TOPSwitch关断且次级电路处于导通状态时,
次级电压会感应到初级。感应电压UOR与UI相叠加后,加至内部功率开关管(MOSFET)的漏极上。此时初级漏感释放能量,并在漏极上产生尖峰电压UL。由于上述不利情况同时出现,极易损坏芯片,因此需给初级增加钳位保护电路。利用TVS器件来吸收尖峰电压的瞬间能量,使上述三种电压之和不超过漏-源击穿电压U(BR)DS值。
表4确定UOR、UB值
U(V) | UOR(V) | UB(V) |
---|---|---|
固定输入:100/115 | 60 | 90 |
通用输入:85~265 | 135 | 200 |
固定输入:230±15% | 135 | 200 |
[步骤5]根据UImin和UOR来确定最大占空比Dmax
Dmax的计算公式为:Dmax=×100%(1)
(1)MOSFET的通态漏-源电压UDS(ON)=10V。
(2)应在U=Umin时确定Dmax。
若将UOR=135V、UImin=90V、UDS(ON)=10V一并代入式(1),可计算出Dmax=64.3%,这与典型值67%非常接近。Dmax随着U的升高而减小,例如当U=Umax=265V时,Dmax=34.6%。
[步骤6]确定初级脉动电流IR与初级峰值电流IP的比值KRP
定义比例系数
KRP=IR/IP(2)
(1)当U确定之后,KRP有一定的取值范围。在110V/
115V或宽范围电压输入时,可选KRP=0.4,当230V输入时,取KRP=0.6。
(2)在整个迭代过程中,可适当增大KRP的值,但不得超过表5中规定的最大值。
表5确定KRP
U(V) | KRP | |
---|---|---|
最小值(连续模式) | 最大值(不连续模式) | |
固定输入:100/115 | 0.4 | 1.0 |
通用输入:85~265 | 0.4 | 1.0 |
固定输入:230±15% | 0.6 | 1.0 |
计算下列参数(电流单位均取A):
(1)输入电流的平均值IAVGIAVG=(3)
(2)初级峰值电流IPIP=(4)
(3)初级脉动电流IR〔可由式(2)求得〕
(4)初级有效值电流IRMSIRMS=IP(5)
[步骤8]根据电子数据表格和所需IP值,选择TOPSwitch芯片
(1)所选极限电流最小值ILIMIT(min)应满足
0.9ILIMIT(min)≥IP(6)
(2)若芯片散热不良,则选功率稍大些的芯片。
[步骤9和步骤10]计算芯片的结温Tj
(1)计算结温TjTj=〔IRMS2×RDS(ON)+CXT(UImax+UOR)2f〕·
RθA+25℃(7)
式中:CXT是漏极结点的等效电容。括号内第二项代表当交流输入电压较高时,由于CXT不断被充放电而引起的开关损耗,可用PCXT表示。
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