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设计要点
根据经验,设计中应注意以下3方面:
变压器绕制工艺
为使初、次级绕组耦合好,漏感小,应采用“初包次”的绕法。另外,因为5V、15V绕组共地,故在绕制15V绕组时可采用堆叠式绕法,即将5V绕组作为 15V绕组的一部分,这样可加强磁耦合,改善15V电压轻载时的稳压性能,减少需要的骨架引脚,降低制造成本。对于不共地的其他绕组只能采用分离式绕法,其优点是可灵活排列。为了减小漏感引起的能量损失,应将输出电流较大的绕组靠近里层初级绕组。
因为4组触发脉冲电源平均功率较小,为使其电压一致性(亦即轻载稳压性能)较好,应将4组绕组并绕。若不够绕满一层,可采用多根并绕的方式使其绕满一层,这样虽然成本有所提高,但可有效地提高4组脉冲电源的电压一致性。经实验绕制的变压器采用上述工艺后,4组电源最高、最低输出电压差减小为0.25V.
TOPSwitch器件散热设计
因为该电源功率不大,故选用TOP243R型器件,利用PCB板覆铜层散热。在散热设计时应注意:1)将散热面设计成镀锡层,即在散热面的覆铜层上只镀一层锡,不加阻焊漆,一来有利于散热,二来可保护覆铜层以免受潮、氧化。但这样覆铜层绝缘性能受到影响,不适用于直接裸露无外罩的电源。2)尽可能加大散热面积。3)若为双面板或多层板,应在各层、面间加适当金属化过孔以降低热阻,利于散热。
PCB设计
应注意电源及变压器的初、次级在空间上保持适当距离,避免相互干扰。初、次级分别“铺地”,一来可减小电磁干扰,二来方便连接。“一点接地”原则,即 TOPSwitch器件的控制端的参考地、偏置电源的参考地与其“S”端(主电路的参考地)必须尽量接在“一点”,这里的“一点”即指电路原理上的“一点”,也指PCB板上物理位置的“一点”。其目的是避免主电路上的较大脉冲电流流经控制电路地线从而引起控制地线上的压降,干扰正常的控制信号。
结语
该电源已用于伺服电机控制器中,经实际试验表明,该电源性能良好,工作可靠,元件少,所占空间小,成本低,满足使用要求,也可广泛适用于类似的逆变器应用场合。
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