高温开关电源隔离反馈系统的研究与实现

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随着时代的进步和发展,人类永不止境地对技术进行探索。现在,对于电源的追求已不再是能用即可,而是向小型、高频、高效率等方向发展。在应用领域也逐渐向航空航天、石油勘探、电动汽车等不断拓展。而在这些领域中,工作环境常常伴随着高温、强辐射等恶劣条件,普通的电源很难长时间正常工作,因此高温开关电源应用而生。随着这些市场的不断开发、发展,高温开关电源的市场将会越来越大。
  在高温开关电源设计的众多难点中,电源反馈电路的设计是至关重要的一环。工作良好的反馈电路能够保障电源输出电压的稳定性,并为后续设备提供高质量的电源。然而,现有的高温解决方案中只有很少的隔离方案可供选择,不仅价格昂贵,还会限制高温开关电源的设计范围。为了有效地解决上述问题,本文旨在设计出一款能够在高温环境中正常工作的隔离反馈模块,并且要尽可能地降低电源的应用成本。
  首先,本文通过查阅相关资料、文献对现有的高温开关电源反馈系统的发展现状和应用前景进行了详细的调研分析,并对反馈方案进行了分析总结,比较了每一种方案的优劣点。研究发现,磁耦合隔离反馈最适合在高温环境下工作,也是唯一一种可以使用分立器件进行搭建的反馈方案。然后,本文将现有的磁隔离反馈方案的缺点加以改进,确保电路在高温环境中仍能正常工作。此外,设计了磁耦合隔离反馈电路原理图,并通过仿真软件验证其可行性,最后制作了磁耦合隔离反馈模块PCB板,并进行了实物测试,成功验证了磁耦合隔离反馈方案在实际电路的可行性。
  最后,设计电源测试样机,测试样机选择了反激电路拓扑。本文还对反激拓扑进行了理论推导,对反激电源各模块的参数做了计算,并为电路中器件的选型提供了理论基础。本研究将测试样机和反馈模块整合到一块PCB板上进行测试,测试过程包括了常温和高温环境中的电路测试。在测试过程中,对电路关键结点的波形和数据进行了记录,绘制出柱状图和折线图方便对数据的分析。实验结果表明,设计的磁耦合隔离反馈电路在高温环境中能够稳定地工作,满足设计的预期。
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