基于SG3525的开关电源设计1.doc

基于SG3525的开关电源设计 2.3.1 最大磁通变化选择 对于大部分的铁氧体材料，磁感应强度在±0.2T范围内时，磁滞回线的变化可近似等于线性变化，如果超出了这个范围，铁氧体磁芯的磁滞回线就进入了弯曲部分，此时当开关管导通结束时，励磁电流将会增大，线圈损耗不可避免的会增大。但是对于大多数铁氧体来说，选择峰值磁感应强度为0.2 T仍然很危险，因为当供电电压或者负载快速变化时，如果误差反馈放大器在某些开关周期内变化没有这么快速的话，那么磁感应强度就会达到饱和值，进而损坏开关管，因此，选择峰值磁感应强度为0.16T。 　　2.3.2 磁芯选择 　　假设变压器效率为80%，窗口使用系数为0.4，当输入电压为最小值Vin(min)=10 V时，每个开关管在其半周期内的占空比最大，假设为0.8 T/2，则变压器的磁芯 　　式中，Bmax为最大磁感应强度;f为变压器工作频率;Ae为变压器磁芯的有效截面积;Ab为变压器磁芯的窗口面积;Dcma为绕线电流密度，取500圆密尔每有效值安培。 　　选取的磁芯材料为PC40，磁芯型号为EE42/21/20，该磁芯的有效截面积Ae=2.35cm2，窗口面积Ab=2.75cm2，代人上式得PD=620.4W，远大于设计目标500 W，所以选用该磁芯已经足够。 　　2.3.3 变压器匝数的选择 　　初级匝数NP可由法拉第定律得 　　式中，Vin(min)为输入电压的最小值;T为周期;Ae为磁芯有效截面积;△B为0.8 T/2时间内的磁通变化。取NP=2匝，次级绕组匝数 　　在变压器的绕制过程中，为减少漏感，要将初级绕组和次级绕组紧密耦合。 　　2.4 输出滤波器的设计 　　2.4.1 输出电感的设计 　　输出电感不允许进入不连续工作模式，否则反馈环对负载变化的调节性能将严重下降，于是 　　经过实验，取L0=4mH已经足够，上式中L0、V0和T的单位分别为H、V、和s;Idc(min)为最小输出电流;Io为额定输出电流，单位均为A。 　　2.4.2 输出电容的设计 　　输出电容C0的选择应满足最大输出纹波电压的要求，输出纹波电压由滤波电容的ESR的大小决定，纹波电压峰峰值Vr为 　　式中，dI是所选的电感电流纹波的峰峰值。 　　另外，对于铝电解电容，在很大容值及额定电压范围内，其R0C0的值基本不变，范围是50×10-6～80×10-6。因此C0可选为 　　假设Vr=V0/5 000，dI=2Io/10，代入数据得C0≈310 μF，实际当中选用的是330 μF/450 V的铝电解电容。 　　3 设计验证 　　参照以上分析所得到的参数设计了一款基于SG3525控制芯片的推挽式DC/DC直流升压变换器，经过测试，满载时，最大占空比接近0.5，电源效率为85%。图4和图5给出了电源正常工作时相关点的实测波形。 　　4 结束语 　　集成开关电源芯片的应用克服了以往开关电源设计中外围元件和辅助电路复杂等问题，使开关电源高效化、模块化，缩短了研发周期。该设计方案适用于要求低电压输入，而输出功率又比较大的场合。实验证明，此结构的电源性能稳定，可靠性高，抗干扰能力强。