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开关电源系统电源提高效率设计技巧及方法!

6.开关电源系统中看来变压器电感的设计在功率达到一定的量时其损耗变得相对重要!变压器设计的具体参数变化的效率对比

变压器KP(△I/IP)的设计大小对效率的影响:

变压器磁芯大小对效率的影响。

磁芯越大(Ae值越大)效率越高

设计变压器KP值越小,电源效率越高。

如下对比参考:将我做的小功率电源90V-265VAC/15V-0.3A的小功率电源进行分析比较:提供一些数据参考

Core效率100VAC效率240VACLPKpISrms(A)BAC(G)NPNSEE16(AE:0.19)71.40%77.40%2.7mH10.621522148T#3628T#29RM6(AE:0.31)71.60%77.80%2.7mH10.62943148T#3628T#29RM6(AE:0.31)72.60%78.60%2.7mH0.80.571209122T#3623T#29

变压器次级绕组圈数对变压器效率的影响

次级绕组圈数在不超过3100GS的磁通密度条件下,次级圈数越少效率越高

如下对比参考:将我做的电源90V-265VAC/24V-0.33A电源进行分析比较:提供一些数据参考

Core效率100VAC效率240VACLPKpISrms(A)BAC(G)NPNSRM6(AE:0.31)79.60%83.60%2.45mH0.80.721122128T#3422T#28RM6(AE:0.31)81.60%83.60%2.95mH0.80.691476105T#3418T#28

7.同上我再对效率较高的BUCK电路中的BUCK电感设计分析对效率的影响

电感的铁芯尺寸和电感线圈的圈数(电感量)对效率的影响如下图:

⑴铁芯越大电源的效率越大

⑵电感的感量小则电源的效率增大

⑶每层绕组间加绝缘胶带较少分布电容提高效率

如下对比参考:将我做的高压BUCK电源90V-265VAC/36V-0.33A电源进行分析比较:提供一些数据参考

Core效率100VAC效率240VACLPKpIp(A)BAC(G)NPEE16(AE:0.19)88.40%87.40%0.68mH0.660.922940130T#29RM6(AE:0.31)88.40%87.80%0.68mH0.660.921830112T#29RM6(AE:0.31)88.60%87.30%1.2mH0.440.822712112T#29

8.变压器及电感的对设计效率的总结:

A.反激变压器

⑴选择合适的铁芯尺寸。

⑵设计最少得次级变压器圈数

⑶设计参考的KP值0.6-1

⑷变压器绕组之间加绝缘胶带(组与组,层与层之间)

⑸变压器的三明治绕法

⑹用大一等级型号的变压器(增大Ae值)设计

B.BUCK电路中BUCK电感的设计

⑴绕组的层间加绝缘胶带。

⑵在条件许可条件下用大的磁芯(增大Ae值)设计

9.开关电源系统的效率优化设计技巧

A.EMI的滤波电感的消耗功率。设计要求可做到60mW以下。

B.输入整流桥电路的二极管设计。

C.电源RCD吸收电路设计

D.电源电路假负载电路设计。

E.优化IC外围电路设计。

F.变压器系统设计

H.输出整流系统设计。

I.输出电容得选择和设计

注意:

一般来说,不同类型电介质的电容具有不同的ESR 等级。对于特定的容量和额定电压,铝电解电容和钽电容就比陶瓷电容具有更高的ESR 值。聚酯和聚丙烯电容的ESR 值介于它们之间,但这些电容尺寸较大,开关电源中很少使用。

对于给定类型的电容,较大容量、较低的fS 能够提供较低的ESR。大尺寸电容通常也会降低ESR,但电解电容会带来较大的等效串联电感。陶瓷电容被视为比较好的折中选择,此外,电容值一定的条件下,较低的电容额定电压也有助于减小ESR!

我通过简单的开关电源系统提高效率的设计思路及技巧,可以快速指导优化开关电源系统的功耗分析思路!如果你想追求极限可以通过理论加实践试试吧!!

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1.《电子产品:EFT(快速脉冲群)的分析与设计》

2. 《电子产品:Surge(雷击浪涌)的分析与设计》

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3. 《电子产品:ESD( 静电放电)的分析与设计》

4. 《电子产品:EMI-CE(传导)的分析与设计》

5. 《电子产品:EMI-RE(辐射)的分析与设计》

6. 《开关电源:EMI-滤波器的分析与设计》

7. 《开关电源:EMI-RE(辐射)的分析与设计》

8. 《开关电源:FLY-PCB的分析与设计》

开关电源设计类

1.《开关电源反激(FLY)变压器的快速设计技巧》

2.《开关电源LLC半桥谐振变换器的快速设计技巧》

3.《开关电源BUCK变换器-电感L的快速设计技巧》

4.《开关电源BOOST变换器-电感L的快速设计技巧》

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