式中系数0.95是考虑了整流二极管、滤波器及线路等的压降。
5)第五步计算初级电流峰值I1P和初级电感L1
6)第六步磁芯材料的选择
式中:Se为磁芯截面积(cm2);
Bs为在100℃时的最大饱和磁通密度,Bs=0.39T;
Br为在100℃时剩磁,Br=0.06T。
并设置磁隙为1mm左右,以防止在开机时因瞬态脉冲电流过大所引起的磁芯饱和。
8)第八步计算各次级输出及驱动绕组匣数
因为MOSFET的门极驱动电压最大承受范围为±20V。为了能够有足够驱动电压,同时又不致于超过承受范围。假定驱动绕组ND的输出为±8V。则有
9)第九步定出BCK-3904WH火牛的电气规格基于上述的计算,最后我们得出了该火牛设计数据如图13所示。
4.2K9625ABNT5机型(25″)开关电源及其变压器BCK4003WH的设计(例2)
图14给出该电源的整体电路。由于现在采用了SMR62000A,它允许有更大的漏极DC电流(达12A),可提供更大的功率输出。使此电源能工作在25″~29″彩色电视机中。下面给出对该火牛的设计步骤。
1)第一步确定开关电源的电气规格
输入电压VIN=AC90~264V
输入频率50Hz/60Hz
输出1VO1=145VIO1=0.7A
输出2VO2=25VIO2=1.0A
输出3VO3=8VIO3=0.3A
2)第二步计算输出功率和输入功率
输出功率PO=PO1+PO2+PO3
=145×0.7+25×1.0+8×0.3≈129W
假定效率η=85%(一般可做到)
故输入功率PI=PO/η=151.6W
3)第三步确定占空比Dmax和最低开关频率fL范围
考虑29″机以后会多带伴音Woofer15W的功率。I1P会有所提高,故取L1=300μH
6)第六步磁芯材料的选择
选磁芯ECR53(由PC30材料做成的),其磁芯截面面积Se=2.54cm2,窗口面积S=1.60cm2,该磁芯
9)第九步定出BCK4003WH火牛的电气规格
基于上述的计算,最后我们得出了该火牛设计数据如图15所示 。
5测试结果
5.1开关电源例1的测试结果
1)测试条件
主电源230V50Hz
负荷AKA120″彩色电视机
输入功耗71W(在最大亮度,最大音量时)
2)实际波形vDS和is(源极电流)的实际波形如图16所示。其随输入电压VIN变化的测量结果列于表1。
3)输入电压调整率从表1可看出,当输入交流电压由90V变到264V时其输出电压VO1最大只有0.3V的变化。
4)负载变化调整率在原有20″彩色电视机负荷的基础上再并联一个额外的40W灯泡于V01端口上,使其输出电流增加0.33A,发现VO1只下降0.9V,符合其厂家规定的±1V的要求。
5)STANDBY输入功耗
PIN(S.B.)=7W(在VIN=230V时)。
6)AC/DC转换效率η=85%
5.2开关电源例2的测试结果
输入电压VIN90~264V
输出电压VO1145V
输入电压调整率当VIN=90~264V时,VO1=145V±0.2V
负载变化调整率当IO1=0.3A~0.6A时,VO1=145V±0.3V
STANDBY输入功耗PIN(S.B.)=7W
效率η=85%
开关频率范围40kHz~120kHz
S.B.频率6.7kHz(间歇振荡)
6结语
利用SAMSUNG电源ICSMR60000/62000A初步成功设计和制成了两种实用型的彩电用开关电源。包括图像质量,安全试验和EMC测试等实验结果都比较满意。性能价格比较高。但为满足市场现时对输入电流的低谐波失真要求,该电源还需要加入PFC电路。