淺析反激式隔離開關電源

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前言

生活中見到的絕大多數用電器正常運行過程的工作電壓需求都是DC直流電壓，而且是低壓，主要原因?是許多電子元器件和設備的設計都是基于直流電。例如，二極管、三極管、晶體管、集成電路等電子元器件都是在直流環境下表現最佳?；并不是所有用電器都需要降壓使用，但大功率用電器通常需要降壓啟動。降壓啟動主和使用要考慮到?大功率的用電器，以減少啟動時的電流沖擊和壓降的原因，以達到保護用電器及其驅動系統的穩定性和能量傳遞效率。

?由此，電源模塊便是電力電子系統工程中最常用的元件組合體之一，也是最重要的能量傳遞載體。

SCH構成

圖一所示是電源模塊拓撲結構原理圖,屬于完整的典型的隔離變壓器反激式開關電源。按照電流流向，主要構成依次有交流輸入IN(AC-)—二極管整流橋堆—380V濾波電容—電源芯片啟動電路—整流濾波電流檢測電路—RDC尖峰吸收保護電路—電源芯片二次供電回路（限流電阻，整流二極管，濾波電容）—場效應開關管極其驅動與保護電路—場效應開關管電流檢測回路—反激式隔離變壓器—輸出整流肖特基二極管—整流輸出檢測回路—∏型濾波電路—TL431精密穩壓器—光耦隔離反饋電路及OUT(DC),主要組合模塊在圖中做標記圈出。

電路解析

為了滿足輸出需求，這些主回路和分回路按照運行邏輯處理信號，使電路有條不紊的工作。輸出端連接不同的負載，需求的工作條件也不一樣。從節能角度出發，現代電子電路中對于工作頻率的追求將會一直在不斷增加，因為增加頻率可以提高電能的轉換效率。開關電源作為電能傳遞的關鍵組合模塊，提升其能量轉換效率自然而然變得具有意義非凡。實際上，市場上對開關電源之性能也做了一些要求，其中80PLUS是對高性能開關電源提出的必須達標條件。

圖一是反激式隔離變壓器開關電路，T1和Q1一起構成一個自激(或他激)式的間歇振蕩器,從而把經過整流濾波輸入的直流電壓調制成一個高頻脈沖電壓，起到能量傳遞和轉換作用。在該電路中, 當Q1導通時,   T1把電能轉換成磁場能儲存起來,當Q1截止時則釋放出來。這是這種反激式電路運行的機理。由此看出，開關管的輸出性能決定著變壓器輸出的能量大小。 通常有三種方案可以實現，方案一是脈寬調制（PWM）調速法又稱為三角波調制法，它是通過改變脈寬調制技術即調制驅動電壓的占空比，來控制輸入電壓的有效值，通常用正弦波（調制波）調制三角波（載波）的方法來實現脈寬調制的目的；方案二是變頻調制法，通過改變控制電源的頻率實現調速，適用于頻率可調的控制系統；方案三是綜合方案一和方案二，即設置合適的頻率然后調整不同的占空比，就可以實現輸出不同的電壓值。

元件選型

顯然此處的Q1是作為開關性能被應用，必須滿足頻繁開啟。因為開關管的結構特點，在周期內開啟和關閉都存在較大的能量損耗，而且處于開關應用的特性時，開關損耗是最主要能耗形式，由能量守恒原則，較快較短的開關時間，意味著才能實現更高效率能量轉換。另一方面，作為驅動波形希望有足夠高的占空比，以實現更高占比的開啟時間，即增加開關管周期內的導通時間，這個過程意味著存在較大的電流熱效應。高效率的電路其實就是對熱量的控制，根據能量守恒原則，電路中的熱能全部來自輸入的電能。 綜合以上，在此類用途的電路中開關管元器件的選擇必須結合不同的情況具體分析。

CMF65R140電性特征

伏安特征值

CMF65R140是Cmos推出新一代650V功率超結MOSFET，可用于數據中心服務器電源、太陽能（PV）功率調節器、不間斷電源系統（UPS）和其他工業應用。

CMF65R140是一款支持續漏極電流（ID）24A，脈沖電流（IDM）高達96A的650V器件。該款元器件提供2660pf的結電容CDS，可有效緩和降低電源應用中功率回路的振蕩現象。得益于對開關電源模塊的深刻理解，該元件能夠更為好的成為現代高速電源應用的理想之選。

封裝形式

該款新器件采用四種封裝形式，實現了各種項目設計的兼容性。

為滿足市場需求，Cmos將繼續擴大其產品陣容并幫助提高電源和電源系統的效率。  

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