高压电源简化设计方法有哪些，高压电源简化设计方法

很多朋友对高压电源简化设计方法有哪些，高压电源简化设计方法不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

无论您是为工业应用设计交流/DC适配器还是高压板载电源，高压电源无处不在。在向负载点(POL)转换器供电之前，通常需要将高压输入电压降低到较低的中间电压。这些前端电源的设计因其要求而带来独特的挑战。本文旨在让您了解高压电源设计的基本结构，以及设计工具如何简化这些应用的设计。

针对交流/DC或高压DC/DC应用进行设计时，需要理解三个主要内容。

1.了解您的系统需求。大多数人都知道自己的终端设备是从哪里进来的，是需要一个通用的电压范围(85V到265V)还是一个地区特有的电压，比如美国(120V)；日本(100V)；英国(230伏)或中国(220伏)。此外，您的设计是针对充电器类型的应用还是车载电源？您的设计是否针对需要紧凑型输出电压调节的电源？您有什么类型的隔离要求？

每个问题的答案都会帮助你在设计时做出适当的取舍。通用电压范围的设计保证了世界不同国家的可操作性，但代价是更高的电压/电流额定值的元件，这些元件更昂贵，占用面积更大。充电器型电源通常需要恒压/恒流(CV/CC)特性。因此，选择符合这一要求的控制器至关重要。

如果你的电源需要严格调节输出，你需要考虑副边调节控制器，它严格调节副边电路上的电压，而原边控制器调节器的输出可能会随着变压器或副边二极管的参数而变化。有些应用要求您的变压器提供一定程度的隔离，以实现更安全、更稳定的终端设备。

TI的Webench高压电源设计器是一款易于使用的工具，可用于设计交流/DC或高压-DC/DC应用。您只需输入电压和电流要求，即可找到适合您应用的解决方案。使用optimizer dial，您可以根据系统要求优化设计，从而降低成本、占地面积和效率。要开始你的设计，请访问ti.com的WEBENCH面板。下面的图1显示了由WEBENCH power Designer生成的Power解决方案的视图。

图1:采用高压解决方案的WEBENCH Power Designer下图2显示了一个具有原边调节功能的交流/DC反激式开关，它提供了一种低成本、低负载的解决方案，并松散地调节副边输出。图2显示了使用光耦合器反馈的交流/DC反激式次级侧调节，这种方式成本更高，但对次级电路的调节更严格。图2:带原边调节的交流/DC反激式图3:带副边调节的交流/DC反激式，使用光耦合器反馈。

2.选择正确的拓扑/控制方案。反激式是低功率(大于10W小于100W)下使用最广泛的拓扑结构。正向和半桥拓扑通常提供100W到500W的功率水平，而全桥拓扑提供500 W的功率水平.理论上，您可以构建一个反激式电路来实现高功率水平，但是元件上的电压/电流应力使得这种拓扑结构需要更高的额定电压/电流元件，从而更加昂贵和庞大。这为在更高功率水平下自然采用其他拓扑铺平了道路。

可以按照以下三种工作模式设计控制器：连续导通模式(CCM)(变压器中的磁化电流不会达到零)；不连续传导模式(DCM)(磁化电流达到零并保持为零直到下一个开关周期)；或转换模式(TM)(磁化电流达到零，下一个开关周期立即开始)。CCM通常用于较高的功率水平，而DCM和TM则提供较低的损耗解决方案。

根据设备及其运行模式，WEBENCH Power Designer通过使用必要的公式创建完整的拓扑设计，从而节省您的时间和精力。该工具还允许您评估效率和其它参数，如输出纹波、均方根电流、损耗等。在设计范围内的各种操作点。

3.设计变压器。一个好的高压电源设计的主要要求之一是针对您的应用正确设计变压器。变压器通常是高压设计中的能量转换元件，它还提供初级和次级电路之间的隔离。

根据定义，变压器不储存能量，而是将能量从初级转移到次级。这是人们将反激式变压器称为耦合电感的主要原因之一，因为反激式拓扑中的元件在开关周期的导通时间内存储能量，然后在关断时间内将能量传输到副边。变压器通常有一个铁芯，铁芯是磁性元件；线轴(或称线轴)，是铁芯的塑料外壳(见图4)和缠绕在铁芯骨架结构上的导线。

图4:由铁芯、线圈架、组装变压器组装而成的预制变压器，可随时从厂家获得。该变压器具有固定的匝数比(Ns/Np)和初级电感(变压器的磁化电感会导致能量累积)。根据工作频率和输出功率水平，对初级电感和匝数比的要求差别很大，可以不提供预装的现成变压器。在这种情况下，需要选择变压器铁芯和线轴，并缠绕变压器。这就需要对变压器磁性有深刻的理解。

WEBENCH设计工具现在可以通过选择符合要求的铁芯和线轴来设计变压器，还可以提供绕组结构的详细信息。您可以单击原理图中的变压器符号来查看和下载变压器详细信息，还可以更改变压器铁芯/线圈架组合。图5是变压器设计窗口的视图，示出了针对特定设计要求的各种芯/线圈架组合。还可以对比不同变压器的高度、损耗(铁芯/铜损)、占地面积、成本。

如果您有喜欢的特定磁芯类型或材料，请通过变压器列表选择适合您需求的一种。

变压器结构图说明了如何给变压器上绕组。这给出了关于层数、绞合线、AWG线等的信息。连同变压器结构明细表。您也可以下载图6所示的变压器设计报告来获取这些信息。不管你是自己做样机还是被变压器绕线公司绕线，都会简化你造变压器的工作。图5:5:WEBENCH中的变压器设计能力图6:变压器设计报告

以上知识分享希望能够帮助到大家！