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西门子S7-300总代理
品牌: 西门子
型号: 全系列
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发布时间: 2023-03-17 10:59
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西门子S7-300总代理

对于20~30W的小功率开关电源变压器,原边绕组的电流很小,选用的漆包线外部直径可减小到0.33mm,它的铜芯标称直径为0.28mm。也可选用铜芯直径为0.38mm(穿透半径仅0.19mm)、测量绝缘外径为0.44mm的常用高强度聚酯漆包线,这要根据选用的变压器磁芯规格、骨架尺寸来确定。

在100kHz开关频率下,铜芯导线的穿透深度是0.20~0.22mm,圆形铜芯导线则是两倍的穿透深度0.40~0.44mm,再增加聚酯绝缘外层厚度0.06mm,则漆包线测量绝缘外径大不能超过0.46~0.51mm。

采用EI-28磁芯的骨架绕线宽度,与采用PQ26/25磁芯的骨架宽度不相同。另外,根据不同功率和设计的绕组匝数,为了让紧密绕制的漆包线尽量均匀分布在每一层的大部分空间,并尽可能减小铜阻,因此选用的漆包线直径也不相同。对于15~25W的小功率开关电源,采用0.28mm铜芯直径的漆包线,它在

但对于EI-28磁芯骨架,每层绕线宽度仍然有富余,为减小铜阻,可增大铜截面积,采用测量外径为0.38mm(铜径为0.33mm)的漆包线,这是经过反复计算得出的。当然对于一个确定的变压器骨架,原边绕组尽可能避免后几圈多占一层,需要适当调节漆包线的直径,尽量减少层数,实现均匀分布,这也是一种绕制技巧。

高频电流的集肤效应,意味着导线的有效截面积减小,PWM脉宽调制型开关稳压电源工作频率越高,交变电流的实际电阻也越大。开关电源工作频率已从十几年骨架进线接点的漆包线可在“2”引脚上紧绕2~3圈,先不必焊牢,并应剪留2~3cm长度作余量。如果原边绕组全部在里层,则原边引脚在“3”引脚紧绕几圈输出

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漆包线便于后焊在印制电路板上),作为电路的②端输出接TOP202-D漏极;如果原边绕组分两段绕制,前半段在里层,后半段在外层,副边绕组和反馈绕组都包在中间,则外层的进线端接“4”引脚,绕完后的出线端接“5”引脚,它对应电路图中的标记②端。绕制好了变压器后,再把“3”与“4”两引脚在外部焊接短路。

图1-9左上方10引脚接电路中的直流地④端,它是副边绕组漆包线的接入端,即起始焊点,绕完后的引脚9(即副边电路输出端③)在电路板上接整流二极管VD2正极端;8引脚是空引脚,位于中间,便于远离与副边反馈绕组接点。骨架7引脚是反馈绕组的入线端,它接原边的高压地线,并与TOP202-S源极短接;反馈绕组的出线接骨架6引脚,它在电路图中是⑤端引出线,接整流二极管VD3的正极,并经负极再去TOP202-C控制脚。

采用铁氧体磁芯的PWM脉宽调制高频开关稳压电源,对主功率变压器有如下3项要求。

(1)尽可能减小漏磁,能保证较小的绕组漏电感。

(2)便于绕制,焊接安装方便,有利于批量生产。

(3)散热疏通有效。

另外,由于所采用的铁氧体磁性材料,具有低的矫顽力,磁滞回线环面积也小,自然使主功率变压器的铁耗也小。而较高的电阻率,又能使磁芯的涡流减小,则铁耗也减小。价格较低的锰锌铁氧体(Mn-Zn-Fe)R2KB材料,其导磁率高达2000μi,饱和磁通密度BS的值为480mT(25℃时为480mT,在60℃时为420 mT);它的工作频率可高达500~1000kHz,它还有高电阻率ρ=6Ω·m。EI-28型入低值达AC 55V、高为AC 225V)的20~30W(直流输出+15V,峰-峰值为2A)的开关稳压电源。

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由于电源的试验条件是千差万别的,即使采用相同的IC器件,相同型号的变压器磁芯,相同型号的其他元器件,完全相同的电路设计和功率容量、输入电压和输出电压,并且采用同一种尺寸的变压器骨架,采用同一种直径的绝缘漆包线绕制,变压器的原边绕组与副边绕组匝数也完全相同,但是,只要变压器铁芯的铁氧体材料生产厂家不同,甚至采用同一厂家在不同时期生产的同种铁芯制作同类型电源,其性能也不可能完全一致,电气参数总会存在一些差异,有时差别相当大,也是正常的现象。降低,它取决于副边回路的参数。

在非连续状态和临界状态下,当开关管导通后,磁通从零值Φ0(实际上是磁滞回线对应的剩余磁通Br)升到Φ1;当开关管截止后,磁通又从Φ1返回Φ0的原来位置,实现磁通复位。在连续状态下,导通期间的磁通则是从Φ1升到Φ2,而截止期间磁通则是从Φ2回到Φ1,也实现磁通复位。如果说在开关工作周期结束时,磁通没有回到周期开始时的起点,则变压器磁芯内的磁通将周而复始地逐步增大,导致磁芯饱和而损坏功率开关管。式即为单端反激式变换器工作在磁化电流连续状态下的基本关系式。此时因为有初始电流IP1,使平均功率增大,故输出功率也增大。因此在电网变化或者负载变化时,只需要稍微调节脉冲宽度tON,就能使输出电压稳定不变。所以单端反激式变换器大多工作在磁化电流为连续状态下。

由于临界截止时间可以出现在小于1/2周期,也可以出现在大于1/2周期的情况下,因此原边初始电流IP1能在导通脉宽tON为任何值时出现。当它小于1/2周期时,在相同条件下可减小原边与副边绕组的匝数比,从而降低开关管高压且使副边电流值IS2变小;当它大于1/2周期时,如图1-4所示,则原、副边绕组的匝数比增大,开关管承受电压也增大,特别是IS2的增大将加大引线压降和噪声,但它的IP2却减小。

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当原边电感量增大时,临界截止时间也变长,原边电流波形更接近双端电路,并能减小假负载电流,提高电路效率。可按前面公式来控制临界截止时间的出现时刻,并且计算出电流IP1和IP2,以核查实用的大安匝数是否超出所用磁芯允许值。

要满足单端变换器磁通复位的条件,必须让高压开关管在一个周期内的导通和截止期间,加在高频率变压器原边绕组上的伏-秒数相等,即满足

d.主电路中不能承受试验的器件应从电路中拆除或短接。

e.辅助设备(如系统控制装置、风机)与主电路无电连接,则应与柜壳相接。若与主电路有电连接则应断开。插入的或多端子的印制电路板和组件可以拔下。在高频开关电源功率转换电路中,单端变换器(反激式、正激式)与双端变换器(推挽式、半桥式、全桥式)的本质区别,在于其高频变压器的磁芯只工作在象限,即处于磁滞回线的一边。按变压器的副边整流二极管的接线方式不同,单端变换器可分为两种类型:一种是单端反激式变换器(原边主功率开关管与副边整流二极管的开关状态相反,当前者导通时后者截止,反之当前者截止时后者导通);另一种是单端正激式变换器(两者同时导通或截止)。

1.1.1 单端反激式开关电源的工作原理1.单端反激式变换器的工作原理

反激式电路在小功率状态被广泛应用,是因为反激式电路结构简单,使用的元器件少。在功率等级低于75W时,总的电源元器件成本会比其他电路要低此在选择功率开关晶体管时,不但要考虑变压器原边电流大值是否超出晶体管极限值,还需要考虑到它所承受的电压幅值不能超出晶体管允许值。在开路试验中,不能让负载断开引起输出电压剧增而损坏功率管。

在原边绕组电感量LP、开关周期T、输入电压E等参数确定后,虽然负载电流、负载电阻RL变化,但只需调节开关管导通时间,就能维持输出电压UO值稳定不变。从上式可看出,单端反激式变换器的高频变压器在VT1导通期间的储存能量与副边的负载大小无关,即原边绕组大电流不受负载影响,它只决定于原边绕组电感量LP、施加的输入电压E和导通脉冲宽度。当功率为75~100W时,电压和电流高应力的增加,使反激式电源元器件的成本也随之

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