y电容如何选型_常用电子元器件分类选型以及单端反激正激变压器设计 (MOS管、电感部分)...
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本文是?21Dianyuan?社區原創?技術文章,作者?xueyiranpiao,感謝作者的辛苦付出。
本文將分以下幾個部分進行分享:
? 保險絲
??壓敏電阻
??熱敏電阻
??X電容、Y電容 (安規電容)
??MOS 管
??電感 (正激電感)?
??變壓器
??PCB 板?
本期為你分享 MOS管、電感 (正激電感)?兩部分內容。
MOS 管
05
分類
? 按溝道分:N溝道和P溝道
??按材料分:結型和絕緣柵型
??按功率分:大中小三種?
??其中注意所用 MOS 是增強型還是耗盡型
目前我們都是用的絕緣柵-增強型-N溝道MOS。?
選型
MOS 管的選型比較復雜,現以N溝道增強型 MOS 管 STW9NB90 為例講解。
絕對最大額定值:
從上而下依次為:?
漏源電壓 | MOS 管的實際最大的電壓必須為此電壓的88%降額。 因為-40時 MOS 管的反壓是原來反壓的92%左右,當然如果低溫不是-40就另當別論。 |
漏柵電壓? | |
柵源電壓 | 柵極驅動脈沖電壓幅值一般在最大不要超過 25V,這是對于+/-30V的而言;如果是+/-25的話,一般不要超過 20V。 當然以上說的是極限值,一般都不會用到極限值,MOS 管最佳開通電壓幅值為 10V,低驅動電壓 MOS 除外。 |
漏極電流?(25°C時) | |
漏極電流(100°C時) | MOS 管在極限條件 (空氣對流的情況除外) 下一般都會到達這個溫度,所以選型時看此時的電流,不要看25°C,沒有意義。 |
脈沖漏極電流 | |
總功耗 | 這個功耗就是N溝道所能允許的功耗,一般為保險起見,電源或鎮流器是多大功率的,要選的此值接近于其功率,當然最終以測試溫升為評判依據。? |
額定值降低因子 | |
二極管反向峰值電壓 (好像只有 ST 廠家有) | |
儲存溫度 | |
最大工作結溫? | |
熱阻 | |
雪崩能量 | |
電氣特性? | |
因項目多,所以選幾個重點項目講解:?
① 溝道電阻 Rdson 除了開關損耗,另一個重要損耗就是溝道電阻的損耗;
② 米勒電容充電電荷量 Qgd 這個主要以示波器測試米勒平臺波形為準;
③ 反向恢復時間 trr 寄生二極管反向恢復時間。
有的芯片如半橋的,死區時間選的理論可以,但是還會出現上下橋臂同時通的情況,原因就在于此。
一般 Ron*Qg 和 Ron*Qgd 的積越小,器件的性能就越高。?
電感 (正激電感)
06
分類
??按結構分線繞電感和非線繞電感;固定式和可調式?
??按貼裝分貼片式電感和插件式電感
??按頻率分高頻、中頻、低頻電感器
??按用途分振蕩電感器、校正電感器、顯像管偏轉電感器、阻流電感器、濾波電感器、儲能電感器、被償電感器等?
選型
因電感類的種類多,講起來很繁瑣,特兼顧設計方面講解正激電感略帶濾波器和濾波電感.
濾波電感?
作為輸入濾波來說,都是濾除差模雜訊,材質一般為鎳鋅R棒居多 (較少用鐵粉芯環或鎳鋅環),電感量一般根據具體通過 EMI (如 EN55015 標準) 為幾百 uH-1mH 之間。線徑選取根據最嚴酷條件、以及溫升選取。?
輸出濾波電感,一般是平滑紋波以及消除 MOS 管或二極管的開關噪聲,材質一般為鎳鋅 R 棒或工字,電感量一般選取幾 uH-幾十uH。線徑選取根據最嚴酷條件,以及溫升選取。?
濾波器?
作為輸入濾波來說,都是濾除共模雜訊 (由于共模濾波器很難做到完全電感量對稱,所以會充當一部分差模電感濾除差模雜訊),材質一般為高導錳鋅環,少數會用到非晶環,電感量一般根據具體通過 EMI (如 EN55015 標準) 為幾 mH-幾十mH 之間。線徑選取根據最嚴酷條件,以及溫升選取。
當然部分情況濾波器會用到次級,也是為過 EMI,電感量一般在幾百 uH;線徑選取根據最嚴酷條件,以及溫升選取。?
正激電感設計
首先,以正激電感為研究對象,進行研究。
在一個周期中,開關管開通的時候,正激電感兩端被加上一個電壓,其電流不是突變的,而是線性的上升的,有公式 I=V*Ton/L,這幾項分別表示電感電流的增量,輸入電壓,開通時間,電感量。
而這個電壓是變壓器副邊放出的。在開關管關斷的時候,電感器以一個恒定的電壓放電,其電流即會線性的下降,同樣遵守這個公式,即 I=Vo*Toff/L,一個周期中,放電電流等于充電電流,所以上兩式相等,再用 1-D 代替 Toff,D 代替 Ton,于是從上兩式中得到 Vo=V*D。
電感兩端的電壓電流波形如下圖:
上為電流波形,下為電壓波形。所以,設計的第一步就是確定這個原邊電流 (倒映) 的波形。
接下來我們看一個例子。
以 12V/24A 的電源為例,介紹一下設計步驟。
① 參數選取
最低輸入電壓 (直流) Vimin:175V
輸出電壓 Vo:12V
輸出電流 Io:24A
估算效率:80%
工作頻率 f:65KHz
最大占空比 D:0.6
輸出整流管正向壓降 Vfo:1.5V
② 根據公式 Vs=Vo/D+Vfo 計算正激電感輸入電壓,即變壓器付邊繞組輸出電壓,為 21.5V。
③?選定輸出紋波電流峰峰值 Ir,范圍一般為輸出電流的 10%~50%,這里選為 4.3A。
④ 根據公式 Ip=Io+Ir/2 計算正激電感的電流峰值為 26.15A。
⑤ 根據公式 L=(Vs-Vfo-Vo) *D /f /Ir 計算電感量為 17.17uH。
⑥ 根據公式 ILRMS=IP*根號下的{[((Ir/Ip)2/3-(Ir/Ip)+1)*D]+[((Ir/Ip)2/3-(Ir/Ip)+1) * (1-D)]} 計算電感電流的有效值為 24.03A。
⑦ 根據環境及工藝條件選取載流密度,一般 為4~10A/mm2,風冷狀態、良好散熱及較短持續時間的可選到20以內。據此選擇合適的線徑。
⑧ 如果選用鐵氧體磁心做電感,需根據磁心的截面積選擇繞制匝數,使根據B=L*IP/N/SE 計算出的 B 值在 0.2~0.3 以內,再根據Lg=N^2/L*4Π*0.0000001*SE 計算氣隙長度。
⑨ 如果選用金屬粉末磁環做電感,可用廠家提供的參數進行計算。
本例中用 Micrometals 公司的 T106-26 鐵粉環,繞制 28T,可保證 24A 電流下電感量為 17uH,靜態電感量為 70uH。
固定布局 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?工具條上設置固定寬高
背景可以設置被包含
可以完美對齊背景圖和文字
以及制作自己的模板
特別注意:正激是從 buck 電路演變而來,所以考驗正激電感的是在最高輸入電壓的時候,所以以上計算還需要用高輸入電壓計算一遍。
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