开关电源KRP经典之作——民熔电气专家的多年经验令人瞠目结舌

开关电源,又称交换式电源、开关变换器,是一种高频化电能转换装置,是电源供应器的一种。民熔开关电源利用的切换晶体管多半是在全开模式及全闭模式之间切换,这两个模式都有低耗散的特点,切换之间的转换会有较高的耗散,但时间很短,所以民熔开关电源比较节省能源,产生废热较少。民熔开关电源的高转换效率是其一大优点,而民熔开关电源工作频率高,也可以使用小尺寸、轻重量的变压器,民熔开关电源重量也会比较轻。民熔开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明等领域。

电源适配器

对KRP进行了较为完整的分析。作为反激变压器的灵魂参数,如何选择KRP值得进一步探讨。下面小课堂就分享一下开关电源KRP的内容。当然,好的开关电源各项参数都是十分合理的,比如下方的开关电源。

应用广泛的民熔开关电源

只要原边电感电流处于连续状态,就调用CCM模式。与浅CCM模式相比,深CCM模式(小纹波电流)的电感是浅CCM模式(大纹波电流)的几倍,而浅CCM模式、BCM模式和DCM模式的性能和特性可能更相似。显然,需要一个合适的参数来描述所有电感电流的工作状态。通过设置KRP值,可以使变压器的电感电流状态与磁性材料和回路特性密切相关。我们也可以更合理地评价产品设计,如:

当KRP较大时(特别是DCM模式),铁心损耗一般较大(NP较小),气隙较小(无气隙要求,只满足LP值),LP小,漏感大,纹波电流大(电流有效值高);

当KRP较小(特别是深CCM模式)时,铁心损耗一般较小(NP较大),气隙较大(有气隙要求,直流磁通平衡),LP大,漏感小,纹波电流小(电流有效值低);

注:KRP小时,气隙可以小一些,但是它需要更大的磁芯和技术;当KRP较大时,铁心损耗也可以降低,但也需要更多的磁芯和技能。

大多数人普遍认为Dmax和DCM模式的输出功率高于相同磁芯和开关频率的CCM模式;事实上,这并不完全正确(至少不符合实际情况,因为Dmax需要限制,空载很容易出现异常)。原因是DCM模式下的铁心损耗会超出你的想象(电应力也会一样);在DCM模式下,要想大幅度降低铁损,唯一的办法就是增加NP,过多的NP会与LP形成现实冲突(DCM模式下LP一般较小),导致磁芯气隙超出你的想象(漏感也会一样)有没有办法解决这个实际矛盾?答案应该是肯定的,也就是说,选择合适的磁芯结构,比如长径比小、声发射大(PQ,pot系列)的磁芯,可能比大长径比、小声发射(EER,eel系列)的磁芯更有优势。(加:在DCM模式下,如果Dmax被限制,它将比CCM模式输出更多的功率。)

当KRP较大时

1、增加Dmax可以在一定程度上降低一次侧的纹波电流和有效电流值,但二次电流应力会更差。这种方法(增加/减少Dmax)只适用于初级阶段的电压和电流应力的平衡,这不是一个好的设计方法。

2、电感电流斜率较大,CS采样口对噪声影响不明显。

3、空载启动困难,特别是低压大电流输出,无跳频(特别是大范围交流输入,如3.3v10a,特别是超低压输入)。

4、动态响应快,回路补偿容易(特别是电流模式控制)。

当KRP较小时:

1、开关损耗大,特别是高压小电流输出,开关频率高(特别是窄量程交流输入,如100v0.5a,特别是超高压输入)。

2、动态响应慢,环路补偿相对困难(特别是采用电压模式控制)。

3、电感电流的斜率很慢,CS采样端可能会受到噪声的影响。

在超高压输入的情况下,KRP的设置应更大(QR模式优先),开关损耗将更低。对于超低电压输入,KRP应设置得更小(最好是深度CCM模式),并且漏感会更低。

电源

上面就是今天分享的,关于开关电源KRP的剖析。在这篇分享之后,大家应该都有一定的深入了解。但开关电源的领域是很大的,受限于篇幅这个问题,小课堂在开关电源KRP方面其实还有更多的看法。而大家如果在使用开关电源遇到其他问题,或者想了解其他电气产品的资料和技巧,可以注意小课堂后续的经验汇总。

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