開關(guān)電源中主要的發(fā)熱元器件為半導(dǎo)體開關(guān)管、功率二極管、高頻變壓器、濾波電感等。不同器件有不同的控制發(fā)熱量的方法。功率管是高頻開關(guān)電源中發(fā)熱量較大的器件之一,減小它的發(fā)熱量,不僅可以提高功率管的可靠性,而且可以提高開關(guān)電源的可靠性,提高平均無故障時間(MTBF)。 開關(guān)管的發(fā)熱量是由損耗引起的,開關(guān)管的損耗由開關(guān)過程損耗和通態(tài)損耗兩部分組成,減小通態(tài)損耗可以通過選用低通態(tài)電阻的開關(guān)管來減小通態(tài)損耗;開關(guān)過程損耗是由于柵電荷大小及開關(guān)時間引起的,減小開關(guān)過程損耗可以選擇開關(guān)速度更快、恢復(fù)時間更短的器件來減少。
但更為重要的是通過設(shè)計更優(yōu)的控制方式和緩沖技術(shù)來減小損耗,如采用軟開關(guān)技術(shù),可以大大減小這種損耗。減小功率二極管的發(fā)熱量,對交流整流及緩沖二極管,一般情況下不會有更好的控制技術(shù)來減小損耗,可以通過選擇高質(zhì)量的二極管來減小損耗。
對于變壓器二次側(cè)的整流可以選擇效率更高的同步整流技術(shù)來減小損耗。對于高頻磁性材料引起的損耗,要盡量避免趨膚效應(yīng),對于趨膚效應(yīng)造成的影響,可采用多股細(xì)漆包線并繞的辦法來解決。
高頻電源變壓器是工作頻率超過中頻(10kHz)的電源變壓器,主要用于高頻開關(guān)電源中作高頻開關(guān)電源變壓器,也有用于高頻逆變電源和高頻逆變焊機(jī)中作高頻逆變電源變壓器的。按工作頻率高低,可分為幾個檔次:10kHz~50kHz、50kHz~100kHz、100kHz~500kHz、500kHz~1MHz、1MHz以上。
傳送功率比較大的,工作頻率比較低;傳送功率比較小的,工作頻率比較高。這樣,既有工作頻率的差別,又有送功率的差別,工作頻率不同檔次的電源變壓器設(shè)計方法不一樣.
高頻電源變壓器的設(shè)計原則
高頻電源變壓器的設(shè)計原則,是在具體使用條件下完成具體的功能中追求性能價格比好。有時可能偏重性能和效率,有時可能偏重價格和成本。現(xiàn)在,輕、薄、短、小,成為高頻電源的發(fā)展方向,是強(qiáng)調(diào)降低成本。其中成為一大難點的高頻電源變壓器,更需要在這方面下功夫。所以高頻電源變壓器的“設(shè)計要點”,性能,成本,如果能認(rèn)真考慮一下高頻電源變壓器的設(shè)計原則,追求更好的性能價格比,傳送不到10VA的單片開關(guān)電源高頻變壓器,應(yīng)當(dāng)設(shè)計出更輕、薄、短、小的方案來。市場的價值規(guī)律是無情的!許多性能好的產(chǎn)品,往往由于價格不能為市場接受而遭冷落和淘汰。
往往一種新產(chǎn)品后被成本否決。要“節(jié)能又節(jié)錢”. 產(chǎn)品成本,不但包括材料成本,生產(chǎn)成本,還包括研發(fā)成本,設(shè)計成本。因此,為了節(jié)約時間,根據(jù)經(jīng)驗,對高頻電源變壓器的鐵損銅損比例、漏感與激磁電感比例、原邊和副邊繞組損耗比例、電流密度提供一些參考數(shù)據(jù),對窗口填充程度,繞組導(dǎo)線和結(jié)構(gòu)推薦一些方案,不要按步就班地來回進(jìn)行推算和仿真。
設(shè)計原則是在具體的使用條件下完成具體的功能中追求性能價格比好。檢驗設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)是設(shè)計出的產(chǎn)品能否實應(yīng)住市場. 高頻電源變壓器的設(shè)計要求 以設(shè)計原則為出發(fā)點,可以對高頻電源變壓器提出4項設(shè)計要求:使用條件,完成功能,提高效率,降低成本。