标签: 高位取能

一、 电源模块用于某电力系统中，为该电力系统弱电供电电路单元，设计要求大体如下： 二、 1 ：输入电压与条件： DC650V-1500V ，输入源为一大电容，可以等效为一电压源，在输入电压范围内不会较快地从最低电压波动到最高电压，即输入电压是从 650V 开始增长，逐渐增大至 1500V ，但可能会有不超过 5% 输入电压的纹波存在（最高电压不会超过 1500V ），以及高电压环境下的电磁干扰输入。 2 ：输出规格要求：要求隔离输出 15V/2A ，电压误差小于 5% ，瞬态电流能够大于 10A 输出的能力，动态响应能够大于 10A /uS 。 3 ：保护：要求电源有过压保护，有输出过流保护功能，过流响应时间小于 20uS 。 4 ：耐压要求：要求输入输出之间耐压大于 2500AC /1min ， DC4000V/1min 。 5 ：效率：电源工作效率要求大于等于 85% ，自然冷却散热。 6 ：工作温度范围：电源可以持续 48 小时满载工作在零下 20 度到零上 70 度的环境温度中。 7 ：工作湿度范围：能够在不小于相对湿度 50% 的环境中连续空载工作 24 小时。 二、设计前可能碰到的困难问题 1 、绝缘问题：绝缘在电源可靠工作的时候保证电气间距， 1500 伏时 PCB 安全爬电间距在 15 毫米以上，实际上工作时 VOR （反射电压）会达到 2000 伏左右，板路在这时需要开具空气隔离槽，相应得成品机械强度会降低，此时需要辅助的固定材料。 2 、安全要求的材质：鉴于以上的要求，需要变压器的漆包线、半导体材料、固定材料的选择上面很窄，非专业的应用将带来不可预知的后果。 3 、电压比较高，且范围比较宽输入电压与条件： DC650V-1500V ，占空比变化比较大。 三、设计思路   介于电路的整体功率几十瓦，因此在选择拓扑结构式优先采用了反激式拓扑结构，控制芯片采用 TI 公司的 UC3842 ，开关频率 90K 。在设计中开关 mos 的选择比较困难，因为输入电压最高可达 1500V ，对于这个电压级别的开关管来说，很难找到，最后选择 IXYS 的 High  Voltage   MOS    IXTH 1N250 作为开关管。变压器采用 EI28 的骨架，并且在绕制变压器的时候特别要注意层间绝缘问题。考虑在输入电压高端时候 UC3842 启动电阻损耗过高的问题，因此在 650V 启动电源完毕后，采用继电器来切换启动电路电阻大小。 四、电源原理图及 PCB 图                                                               五、设计中遇到问题及解决方法    1 、输入电压高端时， UC3842 芯片启动电阻损耗问题比较严重，甚至烧毁。因此增加继电器切换启动电阻。继电器 2-7PIN 为常闭触点，短接电阻 R7(30M ）继电器线圈接输出 15V ，输入电压未 650V 时，当输出电压 15V 建立后， 2-7PIN 断开， R7 电阻投入电路中，使得启动电阻加大，减小损耗。输出 15V 消失后， R7 又重新被短路。 2 、由于高压，变压器制作比较困难，普通绕组的变压器绝缘无法达到要求，因此后来选择一家军工（代加工民用产品）企业绕制完成，给后期带来一定的麻烦。